Ein physisches Bild eines piezoelektrischen Scheibenscheiben-Wandlers, der entworfen und hergestellt wurde. Um den Einfluss von Multipath -Rauschen unter Verwendung der oben genannten Schallfeld -Fresnelzone zu verringern, ist der Ultraschallwandler geringfügig höher als die strahlende Oberfläche (oder das akustische Fenster) des piezoelektrischen Wandlers, um die Umgebung vom Ziel zu blockieren. Die Unordnung reflektierte vom Objekt zurück. Experimente haben gezeigt, dass diese Messung die von Objekten um das Ziel reflektierte Unordnung verringern kann. Die Messeigenschaften der Ultraschallwandler haben das Testverfahren wie folgt: Der Wandler wird intermittierend durch eine Hochspannungsimpulsantriebsleistung angeregt, und die Spitzenspannung über den Wandler bei verschiedenen Frequenzpunkten wird von einem Oszilloskop beobachtet und aufgezeichnet. Gleichzeitig wird der Wandler zeitweise beobachtet und als Echosignal aufgezeichnet. Der resultierende Spannungspeak (nicht verstärkt). Das Verhältnis des Spitzenwerts der Ausgangsspannung des Wandlers zum Spitzenwert der Anregungsspannung des Wandlers unter der Wirkung der Anregungssignale unterschiedlicher Frequenzen spiegelt ungefähr den Qualitätsfaktor oder den Betriebsfrequenzband des Wandlers wider. Hier ist das Echo ein Ultraschallsignal, das mit 1 Meter vom Wandler von der Wand reflektiert wird.
Die elektromechanische Impedanzanpassung des Ultraschallwandlers für die Tiefe ist sehr wichtig, um die Impedanzeigenschaften von piezoelektrischen Wandlern zu verstehen. Andernfalls ist es unmöglich, elektromechanische Impedanz -Matching -Technologie zur Entwurf von Ultraschallübertragungsschaltungen und Empfangen von Schaltkreisen anzuwenden, die die Leistung von Ultraschallsensoren ernsthaft beeinflussen. In Anbetracht der Einfachheit der Implementierung der Ultraschallübertragungsschaltung wird der Impulstransformator normalerweise verwendet, um das niedrige Frequenz-Ultraschallimpulssignal direkt zu verstärken. Für solche Ultraschallübertragungsschaltungen aufgrund der hohen Ultraschallfrequenz.
Die äquivalente Schaltung des piezoelektrischen Vibrators bestimmt die Serie Resonanzfrequenz F des piezoelektrischen Vibrator C und dergleichen wie die induktive Reaktanz xl des Unterwasserschichtschildes haben die gleiche Größe und entgegengesetzte Phase. Daher erreicht die Impedanz des piezoelektrischen Vibrators einen Mindestwert, dessen Größe durch den äquivalenten Widerstand R in der Nähe von FR bestimmt wird. Die äquivalente parallele Kapazität CO und die Induktivität L und die Kapazität C bestimmen zusammen eine weitere Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Vibrators, die als Anti-Resonanzfrequenz FA bezeichnet wird und etwas höher als das Verhältnis ist. Die Anti-Resonanz-Frequenz ist nicht in Ordnung. Bei dieser Frequenz erreicht die Impedanz des piezoelektrischen Oszillators} Z seinen Maximalwert. In der Nähe des Kindes ist der Wandler als Empfänger am effizientesten. Externe äquivalente parallele Kapazitäten wie externe Kabel, Sockel und Transceiverschaltungen des piezoelektrischen Vibrators verschieben die Anti-Resonanz-Frequenz des piezoelektrischen Vibrators, beeinflussen jedoch die Serie-Resonanzfrequenz nicht. Darüber hinaus verringert die Parallelkapazität CO als Wechselstromlast die Amplitude des Echosignals; Gleichzeitig wird die resonante Impedanz des piezoelektrischen Oszillators reduziert, sodass die Ultraschallübertragungsschaltung einen größeren Stromwert liefern muss, um sicherzustellen, dass sie an beide Enden des piezoelektrischen Vibrators angewendet wird. Die Spannungsamplitude entspricht den Entwurfsanforderungen.
Die Impedanz des piezoelektrischen Vibrators befindet sich an einem bestimmten Frequenzpunkt (mit Ausnahme der Resonanzfrequenz). Die Impedanzeigenschaften des Ultraschall -Tiefenmessungswandlers können als Serie ausgedrückt werden. Parallele kapazitive oder induktive äquivalente Schaltkreise R ist der Serienwiderstand, und XS ist die Reihenimpedanz. ; RP repräsentiert den parallelen Widerstand und XP repräsentiert die parallele Impedanz. Der piezoelektrische Oszillator -Resonanzimpedanzwert R (R = Rs = RP) ist einer der wichtigsten Parameter piezoelektrischer Wandler. Die folgenden Schritte können verwendet werden, um den Wert von R: Verdrahtungsmethode des Testinstruments und des piezoelektrischen Vibrators zu bestimmen, die der Anfangswert des Potentiometers 1KS2O beträgt. Einstellen der Frequenz des Sinus -Wellensignalgenerators bis die Amplitude des vom Oszilloskop angezeigten Sinussignals einen Mindestwert zeigt. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Frequenz des Signalgenerators nahe der des piezoelektrischen Wandlers. Arbeitsfrequenz. Trennen Sie das Anschluss des piezoelektrischen Vibrators und stellen Sie den Widerstand des Potentiometers auf 0 (Kurzschluss) ein, um die Amplitude des vom Oszilloskop angezeigten Signals aufzuzeichnen. Verbinden Sie den piezoelektrischen Vibrator wieder zum Testschaltkreis und stellen Sie den Widerstand des Potentiometers ein, bis die Amplitude des vom Oszilloskops angezeigten Signals genau die Hälfte davon ist, wenn der piezoelektrische Vibrator geöffnet ist. Entfernen des Potentiometers vom Testkreis und Messung des Widerstands des Potentiometers mit einem Multimeter. Die resonante Impedanz des piezoelektrischen Vibrators entspricht der Summe des Innenwiderstands des Signalgenerators und dem Widerstand des Potentiometers. Der piezoelektrische Scheibenwandler wurde getestet. Die Resonanzfrequenz des Wandlers betrug 24,5 kHz und der Resonanzwiderstand betrug etwa 475 Szo. Die Impedanzanpassung des Empfangs -Ultraschall -Ech -Sound -Tiefenwandlers befindet sich in der Empfangskreis. Es ist beabsichtigt, einen Hochleistungsvorverstärker zu verwenden, dessen Impedanz viel größer ist als die Resonanzimpedanz des Wandlers. Daher kann der Vorverstärker direkt transduziert werden
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