Radialschwingungsmodus des Ultraschallwandlers

Modellierung und Experiment des Ultraschallwandlers im Luftmedium, dem Frequenzband derUltraschallsensorist im Allgemeinen eng, was die Erkennungsleistung für Hochgeschwindigkeitsziele direkt beeinflusst. Um das schmale Band des Ultraschallsensors zu lösen, kann ein Mikrominiatur-Wandler als Hilfsempfänger im kombinierten Ultraschallwandler verwendet werden, um die empfangende Bandbreite des kombinierten Wandlers zu erweitern. Der Wandler ist eine Biegespannungstyp von piezoelektrischem Verbundwandler, die aus zwei dünnen Metallschalen besteht, die einen piezoelektrischen Keramikwafer (piezoelektrischer Vibratoren) in der Dicke -Richtung polarisiert sind. Unter der Anregung der Ultraschallfrequenz abwechselndes elektrisches Feld wird der Hochzeit und die Schwingung des kleinen Radius des piezoelektrischen Vibrator zum Luftmedium. Wenn die Ultraschallwellen auf den Wandler wirken, wird die dünne Metallhülle deformiert, wodurch der piezoelektrische Vibrator radialer Schwingungsvibrationen unterzogen und eine alternierende Ladung zwischen den beiden Elektroden erzeugt wird. Dies ist das grundlegende Arbeitsprinzip des Wandlers als Ultraschallgenerator und Empfänger. Es ist sehr geeignet, ein kleines Verschiebung, ein geringes Gewicht, ein großer Hub-Mikro-Verschiebungsantrieb und ein ultraschallem Empfänger mit Mikro-kleiner Ultraschall mit niedrigerer Resonanzfrequenz herzustellen. Eine Auswirkungen des Materials und der Strukturparameter derUltraschall -AbstandswandlerAuf seinen radialen und longitudinalen Schwingungsmodi ist eine Voraussetzung für das Design und die Herstellung des Wandlers.

Radialvibrationsmodus des Wandlers

Der radiale Schwingungsmodus derUltraschallbereichsfindssensorist eng mit dem elektrischen Feld angewendet, das Material und die Strukturparameter des piezoelektrischen Vibrators zwischen ihnen sind nachstehend abgeleitet. Der piezoelektrische Vibrator wird entlang der Z-Achse-Richtung (dh der axialen Richtung) polarisiert, sein Radius ist RO und seine Dicke ist ho; Der Boden der Rallye ist in Form eines Rings, sein äußerer Durchmesser ist RO und sein Innendurchmesser beträgt R, unter der Annahme, dass abwechselndes Piezoelektrizitätsfeld auf die beiden kreisförmigen Ebenen des Vibrators und des Spannungsvektors T und des elektrischen Feldes angewendet wird Festigkeitsvektor E sind unabhängige Variablen, und der Dehnungsvektor S und der elektrische Verschiebungsvektor d sind abhängige Variablen. Dann bilden die zylindrischen Koordinaten ((R, 8, z) die piezoelektrische Gleichung, wobei S die elastische konforme konstante Matrix von ist Das piezoelektrische Material unter konstanten elektrischen Feldbedingungen, D repräsentiert die piezoelektrische Dehnungskonstante Matrix, und T ist die freie dielektrische konstante Matrix des piezoelektrischen Materials Häufigkeit des Wandlers.

Da die Höhe h des Gehäuses klein ist, dh die normale Vibration derUltraschallabstandssensorkann ungefähr gemäß der symmetrischen Schwingung der kreisförmigen dünnen Platte untersucht werden, die von der Peripherie angeordnet ist. Es ist bekannt, dass eine kreisförmige dünne Platte einen Radius von R auf der Z -Achse symmetrisch ist und die an die Grenze davon angelegte Last auch um die Zachse symmetrisch ist die Z -Achse. Die Analyse der freien Schwingung der dünnen Platte im polaren Koordinatensystem kann daher dieses Problem vereinfachen. Lassen Sie die Auslenkung der kreisförmigen dünnen Platte in jedem Moment während des Vibrationsprozesses. Dann beschreibt die freie Schwingungsdifferentialgleichung den peripheren Sandwich -Typ ausdrückt.

Ultraschallwandler mit großer Reichweite

Ultraschallwandler mit physikalischen Eigenschaften