安徽供應超聲波傳感器廠家
發(fā)布時間：2022-02-15 01:39:18
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壓電圓環(huán)換能器是水聲換能器中較常見的換能器之一，可用于發(fā)射和接收聲波，由于其核心結(jié)構(gòu)壓電陶瓷圓環(huán)。具有圓周對稱結(jié)構(gòu)。因此具有水平無指向性的優(yōu)點，常用于做標準的發(fā)射換能器或水聽器。壓電圓環(huán)換能器具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、制作工藝成熟、有效機電耦合系數(shù)近于材料本身等優(yōu)點，得到了廣泛的應用。壓電圓環(huán)換能器具有結(jié)構(gòu)簡單、工作性能穩(wěn)定、水平無指向性、可深水工作、具有較高的接收靈敏度等諸多優(yōu)異性能，因此在水聲通信領(lǐng)域、水聲探測等領(lǐng)域得到了廣泛應用。如應用在艦艇的大型被動聲吶基陣中，主動拖曳聲吶、各種通信節(jié)點、水下聲信標、深海應答器、釋放器等。
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壓電陶瓷材料的性能取決于溫度，溫度的變化將極大地改變壓電陶瓷的性能。例如，靜電容量和損耗因子會隨著溫度的升高而增加，而過高的溫度會降低性能和使用壽命。因此，溫度是影響壓電陶瓷性能的一個非常重要的因素，建議大家在使用壓電陶瓷的過程中考慮溫度的影響。溫度的升高會導致壓電陶瓷的介電常數(shù)發(fā)生明顯的變化，即壓電陶瓷的靜電容量會發(fā)生變化，并且壓電陶瓷的靜電容量會從室溫到80℃增加約40 %。壓電陶瓷的應用溫度范圍取決于壓電陶瓷材料的居里溫度，我們通常使用的堆疊型壓電陶瓷PST150系列居里溫度為155℃ 推薦的使用溫度為- 25～80℃ 對于高壓壓電陶瓷hs/ht材料，居里溫度為340℃，推薦的使用溫度約為175℃。低壓和高溫壓電陶瓷能耐受的溫度是200℃。
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1、自發(fā)極化。120℃以下，BaTiO3晶體結(jié)構(gòu)稍有畸變，為四方結(jié)構(gòu)，Ba2+和Ti4+相對于O2-產(chǎn)生了一個位移，結(jié)果導致正負電荷中心不重合，產(chǎn)生了極化。鐵電晶體中存在著自發(fā)極化方向不同的小區(qū)域，那些自發(fā)極化方向相同的區(qū)域稱為電疇。對于自發(fā)極化而言，從宏觀統(tǒng)計來看，晶體中存在著各個方向的自發(fā)極化，它們相互抵消，宏觀上對外不呈現(xiàn)極性。2、人工極化就是在上加一足夠高的直流電場，并保持一定的溫度和時間，迫使其電疇轉(zhuǎn)向，或者說迫使其自發(fā)極化作定向排列。陶瓷中電疇在極化處理前后的變化情況。3、鐵電陶瓷，某些材料在一定溫度范圍內(nèi)具有自發(fā)極化。而且其自發(fā)極化可以因外電場的作用而轉(zhuǎn)向，材料的這種特性稱為鐵電性。具有這種特性的陶瓷材料稱為鐵電陶瓷。
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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邮盏乃曅盘栟D(zhuǎn)換為其他能量形式的信號進行檢測的換能器件。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。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。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，有效測量距離越短，水質(zhì)越清，有效測量距離越長。
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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)在水下工作時除了換能器本身的徑向振動外，還帶動腔體內(nèi)的液體振動。利用液腔振動模態(tài)和圓環(huán)徑向振動模態(tài)的振動耦合，可得到較寬的工作頻帶。