壓電陶瓷換能器材料的主要性能參數(shù)

2022-09-29 04:41:06

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壓電應(yīng)變常數(shù)表示當(dāng)壓電晶體受到外界的單位電壓時，所產(chǎn)生的應(yīng)變大小。壓電電壓常數(shù)表示當(dāng)壓電晶體上受到外界單位應(yīng)力時，所產(chǎn)生的電壓梯度大小。這兩個參數(shù)是衡量壓電晶體材料發(fā)射性能的重要參數(shù)，參數(shù)越大，發(fā)射性能越好，發(fā)射靈敏度越高。

壓電晶片的固有頻率和其厚度乘積是一個常數(shù)，稱為頻率常數(shù)N，由此看出晶片厚度與諧振頻率成反比，而超聲波的頻率主要取決于晶片的厚度和晶片中的聲速。壓電陶瓷換能器在其中擔(dān)當(dāng)著發(fā)射信號和接收信號的重要功能。

壓電陶瓷換能器

把壓電陶瓷換能器產(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。

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。壓電陶瓷換能器在其中擔(dān)當(dāng)著發(fā)射信號和接收信號的重要功能。

實驗中可以先對靜態(tài)液體進行測量，利用超聲衰減法，分析接收端收集的信號，進行包絡(luò)等處理，結(jié)合信號傳播路徑（管道直徑）得出濃度信息。再對動態(tài)液體進行動態(tài)測量，信號傳播路徑要考慮到液體的流速，計算出大致路徑。