黑龍江供應(yīng)工程地質(zhì)檢測(cè)換能器廠家
發(fā)布時(shí)間：2023-08-29 01:20:59
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壓電陶瓷換能器是一種具有壓電特性的電子陶瓷材料，與不含鐵電成分的典型壓電石英晶體的主要區(qū)別在于，構(gòu)成其主要成分的晶相都是鐵電晶粒。 因?yàn)樘沾墒蔷哂须S機(jī)取向晶粒的多晶聚集體，所以每個(gè)鐵電晶粒的自發(fā)極化矢量也是迷失方向的。 為了使陶瓷表現(xiàn)出宏觀壓電特性，壓電陶瓷必須在燒制后在強(qiáng)直流電場(chǎng)中極化，端面經(jīng)受多個(gè)電極，從而原始無序取向的極化矢量?jī)?yōu)先取向于電場(chǎng)方向，電場(chǎng)除去后，極化處理后的壓電陶瓷將保持一定的宏觀殘余極化強(qiáng)度，從而使陶瓷具有一定的壓力。
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壓電陶瓷是指把氧化物混合(氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦等)高溫?zé)Y(jié)、固相反應(yīng)后而成的多晶體，并通過直流高壓極化處理使其具有壓電效應(yīng)的鐵電陶瓷的統(tǒng)稱，是一種能將機(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。由于具有較好的力學(xué)性能和穩(wěn)定的壓電性能，作為一種重要的力、熱、電、光敏感功能材料，已經(jīng)在傳感器、超聲換能器、微位移器和其它電子元器件等方面得到了廣泛的應(yīng)用。隨著材料工藝的不斷研究和改良，以及電子、信息、航空航天等高科技領(lǐng)域日新月異的發(fā)展，作為含高智能新型材料的壓電陶瓷的生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用開發(fā)是人們關(guān)注的熱門課題。
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聲波幅度測(cè)井的依據(jù)是聲脈沖頻，它常用在固井檢測(cè)以及檢查套管膠結(jié)的情況。進(jìn)行聲波的信號(hào)幅度檢測(cè)，我們一般將聲脈沖頻調(diào)整到20Hz。聲波幅度的體現(xiàn)，往往以聲波能量為依據(jù)，當(dāng)聲波在巖層中傳播時(shí)，能量會(huì)隨著傳播的延續(xù)以及聲波必須經(jīng)受的內(nèi)摩擦而不斷遞減。的用途決定了我們?cè)谶M(jìn)行檢測(cè)時(shí)一般是在套管中進(jìn)行，聲波必須通過套管來進(jìn)行傳播，而套管的材質(zhì)、套管的厚度以及套管外的介質(zhì)包括水或者泥漿等，都會(huì)影響聲波的傳播，所以采用此種方法檢測(cè)，必須重視套管的聲波傳播特性。因?yàn)椴ǖ哪芰颗c振幅的平方成正比，聲波幅度測(cè)井就是要觀測(cè)與聲波能量傳遞巖層時(shí)聲能損失的程度。
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超聲波換能器又稱超聲波振子是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(超聲波)的器件，主要是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與聲能的相互轉(zhuǎn)換，故稱為超聲波換能器(壓電換能器)。超聲波換能器由中央壓電陶瓷元件，前后金屬蓋板，預(yù)應(yīng)力螺桿，電極片以及絕緣管組成。超聲換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器。它的性能描述和評(píng)價(jià)需要許多參數(shù)。超聲傳感器的特性參數(shù)包括諧振頻率、頻帶寬度、機(jī)電耦合系數(shù)、電聲效率、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)、阻抗特性、頻率特性、方向性、傳輸和接收靈敏度等。UCER要求輸出功率大、能量轉(zhuǎn)換效率高，而接收傳感器要求頻帶寬、靈敏度高、分辨率高。因此，在超聲波傳感器的具體設(shè)計(jì)過程中，必須根據(jù)具體應(yīng)用合理設(shè)計(jì)傳感器的相關(guān)參數(shù)。
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鈦酸鋇類（BaTiO3），原材料有二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鍶等；鋯鈦酸鉛類（PbZrTiO3），原材料有二氧化鈦、氧化鋯、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鈮、氧化鑭等；鈮鎂酸鉛類，原材料有氧化鈮、氧化鎂、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鑭等。電極是銀和低溫玻璃材料。當(dāng)電壓作用于壓電陶瓷時(shí)，便會(huì)隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生機(jī)械變形。另一方面，當(dāng)振動(dòng)壓電陶瓷時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電荷。利用這一原理，當(dāng)給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個(gè)金屬片構(gòu)成的振動(dòng)器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個(gè)電信號(hào)時(shí)，便會(huì)因彎曲振動(dòng)發(fā)射出超聲波。相反，當(dāng)向雙壓電晶片元件施加超聲振動(dòng)時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)?；谝陨献饔?，便可以將壓電陶瓷用作超聲波傳感器。
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靜態(tài)負(fù)載：在壓電陶瓷產(chǎn)生位移過程，負(fù)載力大小不發(fā)生變化。彈簧型負(fù)載（非恒定負(fù)載）：當(dāng)產(chǎn)生位移時(shí)，負(fù)載值隨著彈簧反作用發(fā)生變化。彈簧負(fù)載（非恒定負(fù)載）：由于產(chǎn)生的出力和壓電陶瓷的彈簧常數(shù)間的關(guān)系，位移范圍發(fā)生變化。靜態(tài)恒定負(fù)載：初始位置（0V位置）由于彈簧常數(shù)而下降，但是在靜態(tài)恒定負(fù)載下總位移范圍不變?；旧?，由電壓值的大小控制目標(biāo)位移和產(chǎn)生的出力的大小。但在驅(qū)動(dòng)時(shí)，需要考慮由于陶瓷本身的遲滯或共振產(chǎn)生的振鈴響聲。在脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，還需進(jìn)一步考慮由于介電損耗、壓電陶瓷電容充放電電流和功率輸出產(chǎn)生的熱量。