陜西定制超聲波換能器廠家
發(fā)布時(shí)間：2023-09-14 01:20:51
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壓電陶瓷換能器通過(guò)發(fā)射出的超聲波，會(huì)產(chǎn)生上下振動(dòng)。超聲波上下發(fā)射出去的，就叫做縱波。超聲波發(fā)射面在上下振動(dòng)的時(shí)候，超聲波左右發(fā)射出去時(shí)，就叫做橫波。的工作原理，壓電陶瓷換能器主要由壓電陶瓷，振子，匹配層等結(jié)構(gòu)組成。由材料的壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，超聲波換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率（即超聲波）再傳遞出去，自身消耗很少的一部分功率。另外由于單個(gè)換能器承受功率有限，通常采用多個(gè)換能器組合而成，來(lái)達(dá)到功率要求，稱(chēng)之為換能器功率合成。
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壓電陶瓷按照組元分類(lèi)：1. 單元系壓電陶瓷材料：鈦酸鋇陶瓷、鈦酸鉛陶瓷；2. 二元系壓電陶瓷材料：鋯鈦酸鉛陶瓷通常簡(jiǎn)稱(chēng)為PZT陶瓷，這種壓電陶瓷目前受到廣泛應(yīng)用；3. 三元系壓電陶瓷材料，通常是在具有鈣鈦礦性結(jié)構(gòu)的鋯鈦酸鉛{PbZrO3-PbTiO3}中二元系再增加第三種{化學(xué)通式為ABO3型}化合物而形成的三元系固溶體。所增加的第三種成分，它們的共同特點(diǎn)是在摻入PbZrO3-PbTiO3之中形成固溶體后不改變整個(gè)晶格的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)。4. 多元系壓電陶瓷材料。按照特定應(yīng)用情況分類(lèi)：用于電力轉(zhuǎn)換器的材料（超聲波應(yīng)用）；用于傳感器的材料（超聲波發(fā)射器和接收器）；用于啟動(dòng)器的材料（定位或注射系統(tǒng)）；用于特殊應(yīng)用的材料。
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制造單層壓電元件的基本技術(shù)是使用噴霧干燥的顆粒材料壓制成型體。這是通過(guò)使用高達(dá)1 MN壓縮力的高容量壓力機(jī)實(shí)現(xiàn)的?？紤]到燒結(jié)收縮，或者加工過(guò)量，成型體要么是真實(shí)尺寸的，要么在燒結(jié)后除去，以達(dá)到所需的精度。通過(guò)使用高產(chǎn)量的內(nèi)側(cè)鋸切設(shè)備，可以制造非常薄的壓電元件（盤(pán)、板、管等）。單層元件是只有一層壓電陶瓷組成的產(chǎn)品，其中導(dǎo)電金屬電極施加到兩個(gè)相對(duì)側(cè)。這些電極在材料極化期間使用（如磁性材料中那樣對(duì)準(zhǔn)電偶極子），并且還用作在使用期間施加電場(chǎng)的電觸點(diǎn)。單層壓電陶瓷元件是通過(guò)常規(guī)工藝將壓電陶瓷粉末進(jìn)行壓制而成，如單軸壓制、等靜壓和擠壓。
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靜態(tài)負(fù)載：在壓電陶瓷產(chǎn)生位移過(guò)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。基本上，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。
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換能器的接收電壓靈敏度，就所用單位而言，“伏特/微巴” 意味著作用在換能器上的聲壓為1微（1μbar=0.1N/m2=1達(dá)因/厘米2）時(shí)在換能器輸出端負(fù)載上可得到1伏特的電壓，顯然此值越大，則接收靈敏度越高，因?yàn)閾Q句話來(lái)說(shuō)，就是一定的聲壓作用能得到較大的開(kāi)路電壓。在用分貝（dB）表示時(shí)：△dB=20lgM0（V/μbar）/1（V/μbar）這是以1V/μbar為零分貝（參考點(diǎn)靈敏度），將觀測(cè)到的靈敏度除以參考點(diǎn)靈敏度所得到的商再取以10為底的對(duì)數(shù)并乘以20，從而得到用分貝表示的自由場(chǎng)電壓靈敏度。
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水聲換能器由于用途和使用的不同而有不同的分類(lèi)，這里謹(jǐn)對(duì)水聲換能器許多國(guó)家均把水聲換能器劃屬超聲換能器之例。水聲換能器經(jīng)常按工作頻帶進(jìn)行分類(lèi)，此外，還可以按功率、壓力等大小進(jìn)行分類(lèi)。按頻率高低有低頻換能器、中頻換能器和高頻換能器之分。低頻換能器的頻率范圍，大體為數(shù)十赫茲到4千赫茲， 如拖曳線列陣工作頻率為數(shù)十赫到數(shù)千赫；中頻換能器頻率范圍大體為3.5千赫到50千赫，艦船用主動(dòng)聲換能器多在此頻段范圍內(nèi)；高頻換能器頻率范圍大體為45千赫到3000千赫以上。連續(xù)功率達(dá)到2KW以上的換能器稱(chēng)為高功率高功率換能器；而靜水壓大于1MPα的稱(chēng)為高壓力換能器； 此外還有作水聲計(jì)量用的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射器和標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器等。