邯鄲供應隨鉆聲波測井換能器規(guī)格
發(fā)布時間：2022-04-20 01:32:19
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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)高溫燒結、固相反應后而成的多晶體，并通過直流高壓極化處理使其具有壓電效應的鐵電陶瓷的統(tǒng)稱，是一種能將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料。由于具有較好的力學性能和穩(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)技術和應用開發(fā)是人們關注的熱門課題。
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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，這里謹對水聲換能器許多國家均把水聲換能器劃屬超聲換能器之例。水聲換能器經(jīng)常按工作頻帶進行分類，此外，還可以按功率、壓力等大小進行分類。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，艦船用主動聲換能器多在此頻段范圍內；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； 此外還有作水聲計量用的標準發(fā)射器和標準水聽器等。
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水聲換能器的自由場電壓靈敏度指的是接收換能器在入射聲波的作用下，輸出端的開路電壓U(w)與自由場中（假設接收換能器不存在時）它的聲中心所在點的聲壓P,(w)的比值M(w).對于接收換能器而言，需要在很寬的頻率范圍內接收入射聲信號，而壓電換能器通常是在低于諧振頻率的寬頻帶范圍內工作。自由場電壓靈敏度：水聲換能器在平面自由聲場中輸出端的開路電壓與聲場中放入水聽器之前存在于水聽器聲中心位置處自由場聲壓的比值。
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1、自發(fā)極化。120℃以下，BaTiO3晶體結構稍有畸變，為四方結構，Ba2+和Ti4+相對于O2-產(chǎn)生了一個位移，結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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壓電陶瓷的壓電效應是指某些介質在力的作用下，產(chǎn)生形變，引起介質表面帶電，這是正壓電效應。反之，施加激勵電場，介質將產(chǎn)生機械變形，稱逆壓電效應。并非所有的陶瓷都具有壓電效應。作為壓電陶瓷的原材料，在晶體結構上一定是不具有對稱中心的晶體，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種點群的晶體中，只有20種非中心對稱點群的晶體才有壓電效應。將這些原材料在高溫下致密燒結，制成陶瓷，并將制好的陶瓷在直流高壓電場下進行極化處理，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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聲波測井換能器是將聲信號轉換成機械振動后再轉換成電信號。測井工程中，測井儀器的壓電陶瓷隨儀器下到井下1500-6000米深的井下，井下的溫度100-230度左右，大氣壓力30-130MP有些井下還伴有硫化氫等復雜氣體，而傳統(tǒng)的聲波測井換能器為銀電極并且電極涂在壓電陶瓷的表面，如YTG系列的8條12條切向極化聲波測井換能器，是由圓管形壓電陶瓷元件經(jīng)涂銀后切向極化后制成，換能器的陶瓷體硬度高約1000HV，銀電極的硬度低約70HV，他們的硬度差距懸殊，兩者之間的膨脹系數(shù)不同，銀電極在ΙΟ-ΙΟΟΚΗζ振動狀態(tài)下承受壓力和溫度以及復雜環(huán)境的影響下，銀層會嚴重脫落，造成測井結果不準確，嚴重影響測井工程質量。