上海定制壓電陶瓷材料廠家
發(fā)布時(shí)間：2022-05-03 01:32:02
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水聲換能器的自由場(chǎng)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(kāi)路電壓U(w)與自由場(chǎng)中（假設(shè)接收換能器不存在時(shí)）它的聲中心所在點(diǎn)的聲壓P,(w)的比值M(w).對(duì)于接收換能器而言，需要在很寬的頻率范圍內(nèi)接收入射聲信號(hào)，而壓電換能器通常是在低于諧振頻率的寬頻帶范圍內(nèi)工作。自由場(chǎng)電壓靈敏度：水聲換能器在平面自由聲場(chǎng)中輸出端的開(kāi)路電壓與聲場(chǎng)中放入水聽(tīng)器之前存在于水聽(tīng)器聲中心位置處自由場(chǎng)聲壓的比值。
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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(guò)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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壓電陶瓷片，其是有正負(fù)極的，而且，這也是我們大家應(yīng)該知道和清楚的。至于，的判斷方法，和簡(jiǎn)單，先在其兩極上引出兩根導(dǎo)線，然后使用萬(wàn)用表的電流擋，看其指針擺動(dòng)方向，如果是向右擺，那么，說(shuō)明與紅表筆相接觸的是正極，反之，則是與黑表筆相接觸的是正極。壓電陶瓷，其的主要特性，是為它可以進(jìn)行壓電-電壓之間的轉(zhuǎn)換。因?yàn)?，壓電陶瓷是通過(guò)體積變形來(lái)產(chǎn)生電荷的，而石英晶體則是為面積變形。因此，在這一點(diǎn)上，我們應(yīng)注意才是。
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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(tīng)器等。
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水聲換能器的容性負(fù)載，會(huì)產(chǎn)生很大的無(wú)功功率，因此需要設(shè)計(jì)匹配電路，匹配包括調(diào)諧和阻抗匹配。是利用晶體（石英或酒石酸鉀鈉）壓電陶瓷（鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等）的壓電效應(yīng)或鐵鎳合金的磁致伸縮效應(yīng)來(lái)進(jìn)行工作的。所謂壓電效應(yīng)，就是把晶體按一定方向切成薄片，并在晶體薄片上施加壓力，在它的兩端面上會(huì)分別產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷。反之在晶體薄片上施加拉伸力時(shí)，的兩個(gè)端面上就會(huì)產(chǎn)生與加壓力時(shí)相反的電荷。聲納發(fā)射超聲波時(shí)就把超聲波振蕩電壓加在晶體薄片的兩個(gè)端面上。于是晶體的厚度就會(huì)隨著超聲波振蕩電壓而變化，產(chǎn)生超聲波震動(dòng)。晶體震動(dòng)推動(dòng)周圍的水就產(chǎn)生的超聲波的輻射。