Приготовление пьезоэлектрического керамического / полимерного композитного цилиндрического преобразователя (1)

Массив преобразователей является ключевыми компонентами в системе сонар. Это устройство, которое реализует взаимное преобразование электроакустической энергии. Производительность преобразователя и массива преобразователей в основном зависит от производительности, структуры и производственного процесса преобразовательного материала. В настоящее время большинство подводных акустических преобразователей, которые используют свинцовый цирконат титанат пьезоэлектрической керамики (PZT) в качестве материала для преобразования энергии, который имеет преимущества высокого коэффициента электромеханической связи, низкого потери, удобного производства и низкой цены. Однако из -за высокого характерного импеданса пьезоэлектрической керамики, когда нагрузка является водой или биологической тканью, нелегко сопоставить нагрузку, потерю отраженияПьезое керамическое кольцоНа интерфейсе большой, и его боковая связь сильна. Следовательно, преобразователь вибрации толщины готовится с помощью узкой полосы частот, высокого значения Q, низкой чувствительности и других недостатков. 1-3 типа пьезоэлектрические составные материалы имеют низкий характерный импеданс, значение Q, диэлектрическая проницаемость, коэффициент боковой электромеханической связи и электромеханический коэффициент связи с высокой толщиной из-за полимерной фазы. Идеальный материал для энергетического устройства. Выступления поршневых преобразователей, сделанных из того же размера 1-3 пьезоэлектрических композитных материалов и обычных дисков PZT, и были получены кривые допуска и передачу двух преобразователей в воздухе и воде. Это реакция напряжения, чувствительность к получению и графики направления. И с помощью сравнительного анализа делается вывод, что преобразователь пьезоэлектрического композитного материала типа 1-3 обладает значительно улучшенными характеристиками передачи и приема по сравнению с обычными пьезоэлектрическими преобразователями PZT. Улучшенный пьезоэлектрический композит 1-3 (1-3-2) сохраняет превосходные электроакустические характеристики 1-3Pzt5 Piezo CeramicКомпозитный, и имеет хорошую стабильность температуры и давления, что очень подходит для подготовки подводной акустической датчика. В этой статье используется пьезоэлектрический составной материал 1-2-3 для проектирования и изготовления цилиндрического подводного акустического преобразователя и измеряет его допуск, реакцию на напряжение передачи, чувствительность и направленность.

Структура и приготовление пьезоэлектрических композитов

Пьезоэлектрические композитные материалы изготовлены из 1-3 пьезоэлектрических композитных материалов и пьезо керамических подложков, соединенных последовательно вдоль направления керамической поляризации. Эта структура имеет жесткую пьезоэлектрическую керамическую поддержку на параллельной и перпендикулярной направлению поляризации, что более стабильно, чем композитные материалы типа 1-3. Он не только сохраняет все преимущества 1-3 пьезоэлектрических композитных материалов, но также не легко деформировать при более высоких температурах и обладает лучшей теплостойкостью и сопротивлением внешнему воздействию. Пьезоэлектрический композитный материал готовится процессом резания. Пьезоэлектрическая керамика использует PZT-5A, произведенный Институтом акустики Китайской академии наук. Это было поляризовано, когда покидает фабрику. Автоматическая режущая машина используется для разрезания поверхности, перпендикулярной оси поляризации пьезо, в двух направлениях, которые перпендикулярны друг другу, сохраняя определенную толщину субстрата, образуя керамический скелет. Полимер с соответствующим количеством отвержденного агента выливается в керамическую структуру (то есть эпоксидную смолу WRS618, полученное на заводе с смолой Wuxi), а затем пузырь вакуумного эжектора эвакуируется и вылечивается при комнатной температуре, чтобы создать композитный материал, который, который эвакуируется и отверждается, чтобы создать композитный материал, который, как это заземляется или разрезает, чтобы сформировать бланк. Был образован образец композитного материала, и, наконец, поверхность образца была покрыта электродом с использованием высокопоставленного аппарата с высоким вакуумным магнетроном. Используя приведенный выше процесс, были подготовлены два части из 1-3-2 пьезоэлектрического керамического / полимерного композитного листа 40 мм * 40 мм * 10 мм. Ширина керамических столбов и ширина эпоксидной смолы между столпами составляет 0,9 и 0,45 мм соответственно, и толщинаПьезоэлектрический цилиндр датчик
1 мм. Вдоль направления толщины композитного материала два куска композитного материала были разрезаны на 24 композитных пластика с длиной 10 мм, шириной 6,5 и толщиной 10 мм. Резонансные характеристики каждой пьезоэлектрической пластины были измерены, и 18 из них были выбраны для создания двух заменных пластинок. Результаты измерения производительности каждого элемента преобразователей, консистенция производительности каждого пьезоэлемента хороша, а его резонансная частота почти одинакова. На рисунке показана кривая измерения допуска одного из элементов массива, где все элементы массива аналогичны этому.

Структура и производственный процесс пьезоэлектрического цилиндрического преобразователя

3.1 Структура преобразователя

Множество пьезоэлектрических композитных материалов 1-3-2 расположены вдоль окружности, образуя круглую массив для получения цилиндрического преобразователя. Структура преобразователя показана на изображении. В настоящее время датчик этой структуры не найдено. Существует связанные отчеты исследований.

Композитный цилиндрический пьезоэлектрический преобразователь состоит из композитного элемента, медной поддержки, кронштейна и крышки. Восемнадцать композитных элементов материала PZT расположены равномерно в канавках медной поддержки в форме кольца вдоль окружности, а нижняя поверхность элементов композитного материала придерживается медной поддержки с помощью проводящего клея. Таким образом, медная поддержка может не только найти элементы массива, но и усилить смещение вибрации. Из -за использования проводящей адгезионной связи, нижний электрод композитного элемента подключен к поддержке, что упрощает процесс свинца электрода. Таким образом, нижний лидерство электрода (сигнальная линия) может быть выведен из внутренней боковой стенки медной трубки и подключен к тому же сигнальному кабелю кабеля вала. Затем кронштейн и конечная крышка соответственно зажимают и исправляют медную поддержку с двух направлений. Поддержка, кронштейн и конечная крышка изолированы жесткой стиральной машиной, а затем внешние электроды композитного материала пьезовых элементов соединены с экранированным проводом коаксиального кабеля и герметизируются водонепроницаемым соединением или водонепроницаемым клеем. Наконец, сборка помещается в форму, а полиуретан с толщиной около 2 мм выливается, образуя водонепроницаемый, проницательный звук и герметизирующий слой. Используя приведенный выше процесс, экспериментально производили два идентичных цилиндрических преобразователей, а общие размеры цилиндрических преобразователей после сборки составляли 70 мм × 15 мм.