山東定制水聲換能器規(guī)格
發(fā)布時(shí)間：2024-11-07 01:04:18
山東定制水聲換能器規(guī)格
壓電陶瓷換能器在工業(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。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。處于水中的壓電換能器在聲波的作用下，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)，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。
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安裝壓電陶瓷，使產(chǎn)生的位移軸線垂直于安裝表面。推薦使用基于環(huán)氧樹脂的粘合劑進(jìn)行壓電陶瓷的粘接。選擇高硬度的粘合劑，且允許使用非常薄的膠層，不損失壓電陶瓷產(chǎn)生的出力與位移。不要在壓電陶瓷的側(cè)面形成膠層。樹脂涂覆型壓電陶瓷由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，抵抗拉力的能力較弱，當(dāng)拉力作用于壓電陶瓷時(shí)，容易造成其斷裂。對(duì)壓電陶瓷施加恒定的預(yù)緊力，對(duì)于其抵御機(jī)械損傷是非常有效的。預(yù)緊力應(yīng)保持在壓電陶瓷出力的10%~25%范圍，取決于工作環(huán)境。作為參考，對(duì)于出力800N的壓電陶瓷，它能承受的扭力在0.3N·m或更小，可承受的拉力約50N或更小，該值僅供參考，不作準(zhǔn)則使用。
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壓電陶瓷的壓電效應(yīng)是指某些介質(zhì)在力的作用下，產(chǎn)生形變，引起介質(zhì)表面帶電，這是正壓電效應(yīng)。反之，施加激勵(lì)電場(chǎng)，介質(zhì)將產(chǎn)生機(jī)械變形，稱逆壓電效應(yīng)。并非所有的陶瓷都具有壓電效應(yīng)。作為壓電陶瓷的原材料，在晶體結(jié)構(gòu)上一定是不具有對(duì)稱中心的晶體，如氧化鉛、氧化鋯、氧化鈦、碳酸鋇、氧化鈮、氧化鎂、氧化鋅等。在32種點(diǎn)群的晶體中，只有20種非中心對(duì)稱點(diǎn)群的晶體才有壓電效應(yīng)。將這些原材料在高溫下致密燒結(jié)，制成陶瓷，并將制好的陶瓷在直流高壓電場(chǎng)下進(jìn)行極化處理，才能成為壓電陶瓷。常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛以及三元系壓電陶瓷等。
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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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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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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)。