Akustische Impedanz eines Piezoelektrikators des Scheibenscheibens

Die piezoelektrische Scheibentyp der Wandler diskutieren die Vor- und Nachteile verschiedener Formen des Ultraschallwandlers. In Anbetracht der Leistung, der Montagememen und der Feldtests von Ultraschall -Fernsehsensoren sind piezoelektrische Keramikscheiben ausgewählt Radial/ Dicke des Vibrationsmodus der Vibrator des Ultraschallwanders. Scheibenpiezoelektrische Vibratoren arbeiten bei Frequenzen von 20 kHz bis 120 kHz. Aus der akustischen Theorie ist bekannt, dass der piezoelektrische Vibrator vom Disketten mit großem Durchmesser im Niederfrequenzband entwickelt wird, um eine große Entfernung und eine starke Direktivität zu entwickeln. Erstens hat die Entwurfsmethode des piezoelektrischen Scheibenübergangs die akustische Impedanz -Matching- und elektromechanische Impedanz -Matching -Technologie. Das theoretische Problem der radialen/dicken Schwingungsiebration wird untersucht. Dann werden das Design und die Herstellung des kombinierten Wandlers diskutiert.

Schematisches Diagramm der axialen Verschiebungsverteilung eines Piezoelektrikators vom Scheiben-Typ-Typ ist in der Mitte der Strahlungsfläche der Scheibe konzentriert, weshalb für dieselbe strukturelle Dimension ) ist dem des piezoelektrischen Wandlers vom Kolben (reine Richtungsmerkmale des Dickenschwingungsmodus) überlegen. Um die strukturelle Größe des Ultraschallsensors vom Scheibenentyp zur Messung der Entfernung zu bestimmen, kann die relative Verschiebung von Schwingergie R (Radius) des piezoelektrischen Vibrators geschätzt werden Vibrator, um den Pizoelektrikum des Disc-Typs abzuschätzen. Angenommen, der piezoelektrische Scheibenvibrator arbeitet mit einer Frequenz von 25 kHz, beträgt die Wellenlänge der Ultraschallwelle in der Luft etwa 13,6 mm. Wenn die Strahlbreite des Wandlers 3 dB sein muss, sollte der Radius des piezoelektrischen Scheibenscheiben -Vibrators mindestens dem piezoelektrischen Keramik gleich sein, und ein piezoelektrischer Keramikscheibe hat einen Radius von r = 0,045 m. Ausgewählt als Wandlervibrator. Der größere Radius der Festplatte ist umso vorteilhafter, um die Richtungseigenschaften des Piezoelektrikators der Scheibe zu verbessern. PZT-5-Keramikmaterial wird als Wandler verwendet.

Akustische Impedanz -Matching ist, wenn die Nichtübereinstimmung der akustischen Impedanzverhältnisse des Ultraschallabstandssensors nicht nur den Transmissionskoeffizienten der Grenzfläche reduziert, sondern auch den piezoelektrischen Vibrator mit hohem Wert resoniert, dh der Arbeitsfrequenzband und das der Arbeitsfrequenzband und der Die Restzeit der Wellenform ist lang, was die Sonde ernsthaft beeinflusst. Die Übertragung/Empfangsempfindlichkeit, axiale Auflösung und Kanalkapazität besteht darin, dieses Phänomen zu vermeiden. Es ist notwendig, die antagonistische Technik der akustischen Impedanz zu verwenden, und die strahlende Oberfläche des piezoelektrischen Vibrator was ein sehr niedriges akustisches Impedanzverhältnis hat.

In diesem Wandler werden drei verschiedene Übereinstimmungsmaterialien verwendet, um allmählich von der strahlenden Oberfläche des piezoelektrischen Vibrators mit hoher akustischer Impedanz gegen das Luftmedium mit niedriger akustischer Impedanz zu wechseln. Diese passende Technik basiert auf dem bereitgestellten Austausch von Wasserschall. Energieanpassungsmethode. In der Tabelle werden die akustischen Impedanzverhältnisse des Hintergrunds, des piezoelektrischen Elements, des ITH -Schichtanpassungsmaterials und der Last als ZB, ZO, Z, ZLO aufgezeichnet Viel kleiner als die akustische Impedanz des piezoelektrischen Vibrators ist ZO. Daher sollte eine Vielzahl von passenden Ultraschall -Tiefensensor für die Impedanzanpassung verwendet werden, so dass das akustische Impedanzverhältnis von einem hohen (piezoelektrischen Scheiben -Strahlungsoberfläche) zu einem niedrigen \"\" -Tufladung zu einer Luftmediumlast übergeht. Berücksichtigt auch die akustische Abschwächung des materiellen Materials für die passende Schicht. In fast allen theoretischen Analysen und technischen Praxis wird die Dicke der passenden Schicht als (und ist die Wellenlänge der akustischen Welle des Materialiens der Matching-Schicht) und wird als \"Viertelwellenlänge Matching-Schicht\" bezeichnet. In Anbetracht der Änderung der Frequenzeigenschaften des Wandlers nach der Anpassung der Übereinstimmung sollte auch die Dicke der Übereinstimmungschicht mit einem Dickenkoeffizienten multipliziert werden und der Wert wird eingenommen.