沈陽定制大功率水聲發(fā)射換能器廠家
發(fā)布時(shí)間：2024-11-02 01:03:44
沈陽定制大功率水聲發(fā)射換能器廠家
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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水聲換能器就是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為聲能向水中輻射，或?qū)⒔邮盏乃曅盘?hào)轉(zhuǎn)換為其他能量形式的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的換能器件。液體中基本特性1.同樣的水質(zhì)、溫度、壓力和發(fā)射功率下：超聲波換能器頻率越低，發(fā)射距離越遠(yuǎn)。2.同樣的換能器，同樣頻率下：發(fā)射電壓越大，發(fā)射距離越遠(yuǎn)。發(fā)射電壓越小，發(fā)射距離越近。3.同樣頻率的換能器：發(fā)射面積越大，發(fā)射角度越小；發(fā)射面積越小，發(fā)射角度越大。4.同樣頻率的換能器、同樣的發(fā)射電壓下：水質(zhì)越渾濁，有效測(cè)量距離越短，水質(zhì)越清，有效測(cè)量距離越長(zhǎng)。
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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，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，此外，還可以按功率、壓力等大小進(jìn)行分類。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以上的換能器稱為高功率高功率換能器；而靜水壓大于1MPα的稱為高壓力換能器； 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)水聽器等。
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換能器按組成的壓電元件形狀分為薄板形, 圓片形, 圓環(huán)形, 圓 管形, 圓棒形, 薄殼球形, 壓電薄膜等;換能器按振動(dòng)模式分為伸縮振動(dòng), 彎曲振動(dòng), 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等;換能器按伸縮振動(dòng)的 方向分為厚度, 切向, 縱向, 徑向等;按壓電轉(zhuǎn)換方式 分為發(fā)射型 ( 電-聲轉(zhuǎn)換) , 接收型 ( 聲-電轉(zhuǎn)換) , 發(fā)射/接收復(fù)合型等。換能器按工作環(huán)境分為液體, 固體, 氣體, 生物體等。一般來說，就是一個(gè)電聲轉(zhuǎn)換器件，不帶電路的。換能器是超聲波設(shè)備的核心器件，其特性參數(shù)決定整個(gè)設(shè)備的性能。換能器主要有磁致伸縮和壓電晶體兩大類。
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壓電圓環(huán)換能器有空氣背襯或溢流式兩種結(jié)構(gòu)。換能器兩邊加端蓋，內(nèi)部形成空氣腔，然后水密封裝，就是空氣背襯結(jié)構(gòu)；兩端不加蓋，只把壓電圓環(huán)水密，讓流體自由進(jìn)出圓環(huán)內(nèi)部，這種結(jié)構(gòu)稱為溢流圓環(huán)換能器。溢流圓環(huán)換能器由于兩端開口，內(nèi)外壓力平衡，理論上可以工作在任何深度，適用于深水、變深工作的要求。溢流圓環(huán)在水下工作時(shí)除了換能器本身的徑向振動(dòng)外，還帶動(dòng)腔體內(nèi)的液體振動(dòng)。利用液腔振動(dòng)模態(tài)和圓環(huán)徑向振動(dòng)模態(tài)的振動(dòng)耦合，可得到較寬的工作頻帶。
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壓電陶瓷換能器是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和聲能的相互轉(zhuǎn)化。壓電超聲換能器就是其中的一種， 它是水下發(fā)射和接收超聲波的水聲器件。處于水中的在聲波的作用下， 換能器兩端會(huì)感應(yīng)出電荷來， 這就是聲波接收器；若在壓電陶瓷片上施加一個(gè)交變電場(chǎng)， 陶瓷片就會(huì)時(shí)而變薄時(shí)而變厚， 同時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)， 發(fā)射聲波， 這就是超聲波發(fā)射器。在工業(yè)中還被廣泛用作水中導(dǎo)航、海洋探測(cè)、精密測(cè)量、超聲清洗、固體探傷以及醫(yī)學(xué)成像、超聲診斷、超聲疾病治療等方面。當(dāng)今壓電超聲換能器的另一個(gè)應(yīng)用的領(lǐng)域是遙測(cè)和遙控系統(tǒng)， 其具體應(yīng)用實(shí)例主要有：壓電陶瓷蜂鳴器、壓電點(diǎn)火器、超聲顯微鏡等。