江西定制壓電陶瓷材料廠家
發(fā)布時間：2022-05-19 01:31:48
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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(jìn)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(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??；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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由于超聲技術(shù)的非接觸性等優(yōu)點，嘗試把壓電陶瓷超聲換能器應(yīng)用在液體濃度檢測系統(tǒng)當(dāng)中。系統(tǒng)中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。在其中擔(dān)當(dāng)著發(fā)射信號和接收信號的重要功能。把換能器產(chǎn)生的一定頻率和幅值的超聲信號通過發(fā)射電路打入液體內(nèi)部，經(jīng)過液體對信號的衰減，從接收換能器端可以接收到帶有液體濃度信息的信號。再通過聲衰減法的分析，有效得出液體的近似濃度。系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括主程序，超聲測量程序，脈沖控制程序，脈沖收發(fā)程序，ADC采集控制程序以及時鐘和報警程序。
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制造單層壓電元件的基本技術(shù)是使用噴霧干燥的顆粒材料壓制成型體。這是通過使用高達(dá)1 MN壓縮力的高容量壓力機(jī)實現(xiàn)的?？紤]到燒結(jié)收縮，或者加工過量，成型體要么是真實尺寸的，要么在燒結(jié)后除去，以達(dá)到所需的精度。通過使用高產(chǎn)量的內(nèi)側(cè)鋸切設(shè)備，可以制造非常薄的壓電元件（盤、板、管等）。單層元件是只有一層壓電陶瓷組成的產(chǎn)品，其中導(dǎo)電金屬電極施加到兩個相對側(cè)。這些電極在材料極化期間使用（如磁性材料中那樣對準(zhǔn)電偶極子），并且還用作在使用期間施加電場的電觸點。單層壓電陶瓷元件是通過常規(guī)工藝將壓電陶瓷粉末進(jìn)行壓制而成，如單軸壓制、等靜壓和擠壓。
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壓電陶瓷對我們來說已經(jīng)很熟悉了，它是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料，除具有壓電性外， 還具有介電性、彈性等， 已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達(dá)等。壓電陶瓷除具有壓電效應(yīng)外，還有熱釋電效應(yīng)、光彈、光電效應(yīng)。這方面應(yīng)用器件有：光調(diào)制器、光閥、電光顯示、光信息儲存、映象儲存和顯示、電控多色濾波器。透明鐵電壓電陶瓷（PLZT）是一種很有價值的新型電子材料，開辟了壓電陶瓷材料在電光應(yīng)用上的發(fā)展，其具有易于加工成各種不同尺寸和形狀的制品，控制組成性質(zhì)可變范圍寬，成本低等特點。
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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，施加激勵電場，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(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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換能器的接收電壓靈敏度，就所用單位而言，“伏特/微巴” 意味著作用在換能器上的聲壓為1微（1μbar=0.1N/m2=1達(dá)因/厘米2）時在換能器輸出端負(fù)載上可得到1伏特的電壓，顯然此值越大，則接收靈敏度越高，因為換句話來說，就是一定的聲壓作用能得到較大的開路電壓。在用分貝（dB）表示時：△dB=20lgM0（V/μbar）/1（V/μbar）這是以1V/μbar為零分貝（參考點靈敏度），將觀測到的靈敏度除以參考點靈敏度所得到的商再取以10為底的對數(shù)并乘以20，從而得到用分貝表示的自由場電壓靈敏度。