Применение пьезоэлектрической керамики, используемой в ультразвуковом датчике расстояния

За последние 20 летПьезоэлектрический кристалл стоимостьбыстро развивался дома и за рубежом. Из -за своих преимуществ простой производства, низкой стоимости и хорошей стабильности они широко использовались в областях электроники, света, тепла и акустики и имеют широкий диапазон. Ультразвуковые преобразователи изготовлены из пьезоэлектрической керамики, которая может производить ультразвуковые волны с хорошей направленностью. Они идеально подходят для измерения параметров, таких как скорость и расстояние, и могут работать стабильно и надежно в суровых условиях окружающей среды.

О устройстве ультразвукового диапазона Ultrasonic относится к звуковым волнам с частотой выше 20 кГц, что является механической волной. Из -за своей хорошей направленности и терпимости к окружающей среде он используется в технологии измерения крутящего момента. Ультразвуковое устройство-это неконтактная техника. Методы в основном включают метод импульса, метод фазы и метод преобразования частоты. Ультразвуковое устройство в основном использует метод импульса. Метод импульса непосредственно определяет значение расстояния, измеряя время, в течение которого сигнал импульса носителя движется вперед и назад на расстояние, которое будет измерено. ФормулаВыработка энергии пьезой пластиныявляется d = vt2d/2, где d - расстояние, которое нужно измерить; V - скорость распространения носителя в воздухе; T2D - это время обработки перевозчика. Точность метода импульса влияет на точность измерения времени, и на точность измерения времени влияет частота колебаний. Если ультразвуковая волна используется в качестве носителя, а точность измерения расстояния составляет d≤1см, точность временного испытания должна быть TTrTpect Tr≤5,9 × 10-5S, то есть до тех пор, пока частота колебаний достигает 1,7 × 104 Гц, то есть до тех пор, пока частота колебаний достигает 1,7 × 104 Гц, то есть до тех пор, пока частота колебаний достигает 1,7 × 104 Гц. Это очень легко реализовать.

Пьезоэлектрические ультразвуковые преобразователи производятся с использованием пьезоэлектрического эффекта пьезоэлектрических материалов. Поляризованный пьезоэлектрический материал подвергается механической деформации под действием приложенного электрического поля. Это называется обратным пьезоэлектрическим эффектом. И наоборот, механическая деформация пьезоэлектрического материала также дает напряжение, которое называется положительным пьезоэлектрическим эффектом. Используя обратный пьезоэлектрический эффект, высокочастотное напряжение может быть преобразовано в высокочастотную механическую вибрацию для генерации ультразвуковых волн; Положительный пьезоэлектрический эффект также может быть использован для преобразования ультразвуковой вибрации в электрический сигнал. Так работает ультразвуковой датчик. Пьезоэлектрические ультразвуковые преобразователи можно рассматривать как четыре концевые сети с электрическими и механическими концами.

Выбор пьезоэлектрических материаловПьезо электрические тарелкиЭто пьезоэлектрические материалы для изготовления ультразвуковых преобразователей включают пьезоэлектрические монокристаллы, поликристаллические пьезоэлектрические керамики, пьезоэлектрические высокие полимеры и пьезоэлектрические композитные материалы. Среди них свинцовая цирконат титаната пьезоэлектрическая керамика имеет преимущества высокой механической прочности, температуры и устойчивости к влажности, низкой стоимости и хорошего эффекта электромеханического связи и широко используется в ультразвуковых преобразователях. Ультразвуковой преобразователь в искателе Ultrasonic Drain Sinder использует свинцовый цирконат титанат пьезоэлектрический керамик в качестве материала вибратора.

Если два удлиненияпьезоэлектрический диск пьезоэлектрический кристаллИз той же толщины и поляризации связываются вместе, изгибающая вибрация может быть получена, когда применяется захватывающее электрическое поле, чтобы привести к удлинению, а другое - быть сокращением. Два пьезо керамических листов, которые связаны, поляризованы в противоположных направлениях и последовательно связаны с источником питания; Показаны параллельные режимы соединения двух пьезой керамических листов, имеющих одинаковое направление поляризации. В двух пьезовых керамических клейких листах электрическое поле только возбуждает одно из них для производства изгибающей вибрации. Точно так же соединение двух пьезоэлектрических керамических листов с тонким металлическим листом или соединение керамического листа с тонким металлическим листом, также может создавать толщину изгибающей вибрации. Резонансная частота FR режима изгиба вибрации и длины листа. Соотношение между общей толщиной T и клеяным листом равен FR = NLTTL2, где NLT является постоянной частотой. Режим вибрации изгиба толщины применим к частотному диапазону от 500 Гц до 100 кГц. Размер такого вибратора, как правило, является шириной керамического листа, L = (6 ~ 10) W W ≥ 3,5 т. Режим вибрации толщины сдвига характеризуется тем, что поверхность электрода параллельна направлению поляризации, а пьезо керамический лист подвергается сдвигу вибрации в направлении толщины под действием чередующегося электрического поля. Режим сдвига толщины относительно проста в возбуждении и в основном используется в высокочастотном диапазоне от 10 до 60 кГц, что не будет подробно описано. В искателе ультразвукового диапазона пьезоэлектрический преобразователь излучает ультразвуковые волны, а амплитуда вибрации вибратора большая, поэтому режим изгиба вибрации является предпочтительным. В то же время, поскольку акустический импеданс воздуха чрезвычайно низкий, общий пьезоэлектрический материал невозможно достичь импеданса с ним, и поэтому он должен быть реализован с помощью переходного слоя. Найдено, что пьезоэлектрическая керамика кусок связан с тонким металлическим кусочком, апьезоэлектрический преобразователь Ультразвукиспользуется в качестве источника возбуждения для генерации режима изгиба вибрации, который имеет большую амплитуду и небольшой акустический импеданс и может достичь акустического импеданса, сопоставляя с воздухом. Анкет Эта статья в форме связанной структуры пьезой керамических листов и тонких металлических листов.

Тонкие металлические листы также могут выступать в качестве защитной пленки для защиты пьезоэлектрической керамики и электродов от износа и повреждения. Материал можно выбрать из никелевого хрома с высокой стабильностью. Поскольку более тонкий металл является выше, звуковым давлением является возвратный коэффициент пропускания, металлический кусок предназначен для того, чтобы быть тонким, как правило, около 0,1 млн. Форма и размер вибратора в искателе ультразвукового диапазона требуют, чтобы передаваемое ультразвуковое поле было вентилятором. в форме, учитывая использование прямоугольного вибратора в качестве источника волны. Прямоугольная волна источника длины L и ширины W используется для вибрации поршня, а полезное звуковое поле продольного волны излучается в газовой среде, аналогично источнику диска. Основным пучком излучения является четырехугольная пирамида, представляет собой перспективный вид направленной основной доли прямоугольного источника волны. Ультразвуковой диапазон испускает ультразвуковую волну 36 кГц для одночастотного диапазона, то есть резонансной частоты пьезоэлектрического керамического осциллятора составляет 36 кГц. Эта частота не только удовлетворяет требованиям системы для диапазона обнаружения, точности и чувствительности, но также делает передаваемые ультразвуковые волны повышенной эффективности распространения воздуха. Через расчет формул и экспериментальную коррекцию размер пьезоэлектрического керамического прямоугольного вибратора определяется как: l = 26,5 мм, w = 11,2 мм, пьезоэлектрический преобразователь разработан как тесная структура фундаментального частотного резонанса, и оболочка изготовлена ​​из оболочки Инженерный пластик. Это может исправить и защитить металлические и керамические клейкие листы. Два пина -электрода соответственно соединены с электродом металла и керамической кусочкой через свинцовые провода, а способ подключения может быть припаяна при приповке или низкотемпературным проводящим клеем.