Акустический импеданс дискового типа пьезоэлектрического преобразователя вибратора

Пьезоэлектрический диск типа преобразователей обсуждает преимущества и недостатки различных форм ультразвукового преобразователя. Учитывая производительность, монтажные размеры и полевые тестирование датчиков ультразвукового диапазона, пьезоэлектрические керамические диски являются избранными радиальными/ толщиной режима вибрации вибратором ультразвукового преобразователя. Диск пьезоэлектрические вибраторы работают на частотах от 20 кГц до 120 кГц. Из акустической теории известно, что пьезоэлектрический вибратор дискового типа большого диаметра работает в низкочастотной полосе, разработанный для развития большого расстояния и сильной направленности. Во -первых, метод проектирования дискового пьезоэлектрического трансдуктора имеет сопоставление акустического импеданса и технологию сопоставления электромеханического импеданса. Изучена теоретическая проблема вибрации радиальной/толщиной вибрации. Затем обсуждаются дизайн и изготовление комбинированного преобразователя.

Схематическая диаграмма распределения осевого смещения пьезоэлектрического вибратора диска концентрируется в центре радиационной поверхности диска, поэтому для тех же структурных измерений, характерная характеристика пьезоэлектрического преобразователя радиального/толстого вибрации ) превосходит характер пьезоэлектрического преобразователя поршневого типа (чистые направленные характеристики режима вибрации толщины). Чтобы определить размер структурного ультразвукового датчика типа диска для измерения расстояния, относительное смещение энергии вибрации R (радиус) пьезоэлектрического вибратора может быть оценена путем расчета формулы ширины луча (3.11b) пьезоэлектрического типа поршня пьезоэлектрического типа пьезоэлектрического типа Вибратор для оценки пьезоэлектрического вибратора типа диска. Предполагая, что диск пьезоэлектрический вибратор работает с частотой 25 кГц, длина волны ультразвуковой волны в воздухе составляет около 13,6 мм. Если ширина луча преобразователя должна быть 3 дБ, радиус пьезоэлектрического вибратора типа диска равен, по крайней мере, равен пьезоэлектрической керамике, а пьезоэлектрический керамический диск имеет радиус r = 0,045 м на самом деле, на самом деле является радиусом r = 0,045 м. Выбран в качестве вибратора преобразователя. Чем больше радиус диска, тем более выгодным является улучшение направленных характеристик пьезоэлектрического преобразователя диска. Керамический материал PZT-5 используется в качестве преобразователя.

Сопоставление акустического импеданса - это когда несоответствие коэффициентов акустического импеданса ультразвукового датчика расстояния не только снижает коэффициент передачи границы раздела, но и делает пьезоэлектрический вибратор резонировать при высоком значении, то есть полоса рабочей частоты узкая, а также в Остатовое время формы волны является длительным, что серьезно влияет на зонд. Передача/получение чувствительности, осевого разрешения и пропускной способности канала заключается в том, чтобы избежать этого явления, необходимо использовать антагонистический метод, соответствующий акустическому импедансу, и излучающая поверхность пьезоэлектрического вибратора имеет высокий акустический импеданс. который имеет очень низкий коэффициент акустического импеданса.

В этом преобразователе три различных соответствующих материала используются для постепенного перехода от излучающей поверхности пьезоэлектрического вибратора с высоким акустическим импедансом к воздушной среде с низким акустическим импедансом. Эта методика сопоставления основана на обмене предоставленной водой. Метод сопоставления энергии. В таблице коэффициенты акустического импеданса подложки, пьезоэлектрического элемента, сопоставления слоя и нагрузки соответственно регистрируются как ZB, ZO, Z, ZLO, потому что коэффициент акустического импеданса ZL составляет 411 PA · S/M, который является Гораздо меньше акустического импеданса пьезоэлектрического вибратора - ZO. Следовательно, различные подходящие датчики глубины ультразвуковой глубины следует использовать для сопоставления импеданса, так что коэффициент акустического импеданса переходит от высокой (излучающей поверхности пьезоэлектрического диска) к низкому \"плавным \" переходу на нагрузку на воздушную среду. Также учитывая акустическое затухание материала соответствующего слоя. Почти во всех теоретических анализах и инженерной практике толщина соответствующего слоя принимается как (и является длиной волны акустической волны материала соответствующего слоя) и называется соответствующим уровнем с четвертьволной. Учитывая изменение частотных характеристик преобразователя после применения соответствующего слоя, толщина соответствующего слоя также должна быть умножена на коэффициент толщины, и значение принимается.