Arbeitsprinzip des piezoelektrischen Keramikwandlers

Überblickpiezoelektrische Keramikwandler

Piezoelektrischer Keramikwandler besteht aus piezoelektrischer KeramikKristallund leichte und schwere zwei Metalle. Nach der Polarisationsbehandlung bei einer bestimmten Temperatur hat sie einen piezoelektrischen Effekt. Piezoelektrische Keramik -Ultraschallwandler sind seit langem in den Forschungsfeld der Menschen eingetreten. Es ist leicht herzustellen, hat eine starke Kontrollierbarkeit, eine hohe Empfindlichkeit und eine gute elektromechanische Kopplung. WandlersindAuf der Basis von piezoelektrischen Keramik basiert, umfassen Power -Ultraschallwandler und Erkennungs -Ultraschallwandler.

Die Ultraschalltechnologie ist eine weit verbreitete, nicht konstruktive Testtechnologie. Es basiert auf der akustischen Theorie und wird kontinuierlich in den Bereichen Elektronik, Kommunikation, Medizin, Biologie und Physik verwendet. In der modernen Erkennungstechnologie gewinnen die mit Ultraschalltechnologie entwickelten Wandler aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit und hohen Genauigkeit immer mehr Aufmerksamkeit.

Häufig verwendete Wandler im InspektionsprozessSS sind Piezo -Ringe Wandler, MagNetostriktivwandler, elektromagnetische akustische Wandler und Laserwandler. Am häufigsten verwendete der piezoelektrische Wandler, seine Kernkomponente ist der piezoelektrische Chip. Der piezoelektrische Wafer kann durch den Druck deformiert werden, der zur Polarisation des Wafers selbst führt, und positive und negative gebundene Ladungen treten auf der Oberfläche des Wafers auf. Dieser Effekt ist ein piezoelektrischer Effekt. Darüber hinaus ist der piezoelektrische Effekt reversibel, dh er verformt sich, wenn eine Spannung auf den Wafer angewendet wird. Im Nachweisprozess kann der Ultraschallsensor Ultraschallwellen unter Verwendung des inversen piezoelektrischen Effekts erzeugen und den piezoelektrischen Effekt verwenden, um den Zweck des Empfangens von Ultraschallwellen zu erreichen. Piezoelektrische Keramik -Ultraschallwandler sind seit langem in den Forschungsfeld der Menschen eingetreten. Es ist leicht herzustellen, hat eine starke Kontrollierbarkeit, eine hohe Empfindlichkeit und eine gute elektromechanische Kopplung. Die auf der Basis von piezoelektrischen Keramik entwickelten Wandlern umfassen Power -Ultraschallwandler und Erkennungs -Ultraschallwandler.

Arbeitsprinzip des piezoelektrischen Keramikwandlers

Das Prinzip der piezoelektrischen Keramikwandler ist, dass beim Ausüben des Drucks oder der Spannung auf diePZKeramik, Anklage gegen entgegengesetzte Polaritäten werden an beiden Enden der Keramik erzeugt, und Strom wird durch die Schaltung erzeugt. Dieser Effekt wird als piezoelektrischer Effekt bezeichnet. Wenn ein Wandler aus dieser piezoelektrischen Keramik in Wasser gelegt wird, werden unter der Wirkung von Schallwellen an beiden Enden des Wandlers, der ein akustischer Wellenempfänger ist, Ladungen induziert. Darüber hinaus ist der piezoelektrische Effekt reversibel. Wenn ein abwechselndes elektrisches Feld auf das piezoelektrische Keramikblatt aufgetragen wird, ist dasPiezoKeramikblatt wird von Zeit zu Zeit dünner und dicker und erzeugt gleichzeitig Vibrationen und eMIT -Schallwellen. Daher ist das Problem des Ultraschallsenders gelöst.

Es gibt zwei Arten vonPiezoceramic -RingkomponentenMagNetostriktivmetall und piezoelektrische Keramik. Der Zweck dieses Artikels ist es, Wandler für mechanische Ultraschallbearbeitung von Hochleistungen zu entwerfen, sodass nur piezoelektrische Keramikwandler diskutiert werden. Als eine Art Energieübertragungsnetzwerk hat der piezoelektrische Keramikwandler das Problem der Energieumwandlungseffizienz. Die Umwandlungseffizienz hängt mit der Auswahl des Wandlermaterials, der Schwingungsform, der Struktur des mechanischen Schwingungssystems (einschließlich Stützmechanismus) und der Betriebsfrequenz zusammen. Daher sollten bei der Gestaltung von Ultraschallwandlern verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, wie z. Elektroakustische Konvertierung Bester Wert.

Piezoelektrischer Keramikwandler ist ein elektronisches Keramikmaterial mit piezoelektrischen Eigenschaften. Der Hauptunterschied zu einem typischen piezoelektrischen Quarzkristall, der keine ferroelektrischen Komponenten enthält, besteht darin, dass die Kristallphasen, die ihre Hauptkomponenten bilden, ferroelektrische Kristallkörner sind. DaPiezoKeramik sind polykristalline Aggregate mit zufällig ausgerichteten Körnern, der spontane Polarisationsvektor jedes ferroelektrischen Korns ist ebenfalls desorientiert. Für die für diePiezoKeramiksUm makropiezoelektrische Eigenschaften zu zeigen, muss die piezoelektrische Keramik nach dem Brennen in einem starken DC -elektrischen Feld polarisiert werden, und die Endfläche wird mehreren Elektroden ausgesetzt, sodass der Polarisationsvektor der ursprünglichen Störungsorientierung bevorzugt in Richtung der Elektroausrichtung ausgerichtet ist aufstellen. Nach der Polarisationsbehandlung hält die piezoelektrische Keramik eine bestimmte Makrorestpolarisationsintensität bei, so dass die Keramik einen gewissen Druck hat.

Anwendung des piezoelektrischen Keramikwandlers

Versuchen Sie aufgrund der nichtkontakten Vorteile der Ultraschalltechnologie zu bewerbenpiezoelektrische Keramik -Ultraschallwandleran das Flüssigkeitskonzentrations -Erkennungssystem. Der Chip im System verwendet die Spartan 3E -Serie FPGA. Der piezoelektrische Keramikwandler spielt eine wichtige Rolle bei der Übermittlung und Empfangen von Signalen. Das Ultraschallsignal einer bestimmten Frequenz und Amplitude, die vom Wandler erzeugt wird, wird durch den Übertragungskreis in die Flüssigkeit getrieben. Nachdem das Signal durch die Flüssigkeit abgeschwächt wurde, kann das Signal mit Flüssigkonzentrationsinformationen vom empfangenden Wandler empfangen werden. Durch die Analyse der Schalldämpfungsmethode wird die ungefähre Konzentration der Flüssigkeit effektiv erhalten. Das Softwaredesign des Systems umfasst das Hauptprogramm, das Ultraschallmessprogramm, das Pulse -Steuerungsprogramm, das Pulse Transceiver -Programm, das ADC -Akquisitionskontrollprogramm sowie das Uhr- und Alarmprogramm.

Im Experiment kann die statische Flüssigkeit zuerst gemessen werden, die Ultraschalldämpfungsmethode wird verwendet, um das am empfangenden Ende gesammelten Signal zu analysieren, die Hüllkurve verarbeitet und die Konzentrationsinformationen durch Kombinieren des Signalausbreitungsweges (Rohrdurchmesser) erhalten. Anschließend wird die dynamische Messung der dynamischen Flüssigkeit durchgeführt, und der Signalausbreitungsweg muss die Durchflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit berücksichtigen, um den ungefähren Pfad zu berechnen.