Теоретический анализ режима вибрации ультразвуковые преобразователи

Когда осевые и радиальные электромеханические факторы пьезоэлектрического вибратора типа диска относительно сильны, одномерная теория, установленная чистой радиальной моделью или моделью чистой толщины, недостаточно точна. Между теоретическим рассчитанным значением и экспериментальным значением. Ошибка ультразвуковых преобразователей большая. Следовательно, необходимо понять эквивалентную схему режима вибрации радиального/толщинного соединения пьезоэлектрического вибратора типа диска и вывести изотропный режим свободного вибрации дискового пьезоэлектрического вибратора в некоторых приблизительных условиях. По сравнению с одномерной теорией, двумерная теория более точно отражает диаметр процесса вибрации пьезоэлектрического вибратора диска и эквивалентную схему пьезоэлектрического вибратора, когда он толстое. Чтобы проанализировать электромеханические характеристики пьезоэлектрического вибратора типа диска, я представляю напряжение и ток подачи возбуждения, соответственно, и F представляет смещение и общее давление на соответствующие поверхности, соответственно.

Известно, что пьезоэлектрический вибратор изготовлен из Pzt-Piezoelectric Ceramic Disk и поляризуется вдоль оси Z, а на обоих концах выдвигается слой серебра на обоих концах диска, а напряжение возбуждения применяется к обоим концам на обоих концов на обоих конца. электрода. Когда измерение толщины диска сильно отличается от радиального измерения, его можно рассматривать как режим вибрации чистой толщины или режим чистой радиальной вибрации; И наоборот, следует рассмотреть проблему электромеханической координации между толщиной и радиальным направлением пьезоэлектрического керамического диска. Из уравнения движения это пьезоэлектрическое уравнение и уравнение свободного заряда, может быть получено общее давление на трех поверхностях диска.

Рабочий диапазон ультразвукового преобразователя типа пьезоэлектрического диска составляет между 2225 кГц. Когда существует относительное движение между преобразователем и целью измерено, частота сигнала эха может выходить за пределы рабочей полосы преобразователя из -за эффекта доплеров. Существует два способа решить эту проблему: во -первых, использование двух или более преобразователей с различными резонансными (центральными) частотами для формирования массива, то есть наложением полос частот множественных преобразователей состоит в том, чтобы расширить преобразователь, и полоса пропускания массива; Комбинированная структура преобразователя используется для получения частоты приемной полосы пропускания датчика в полосе передачи датчика измерения ультразвукового расстояния.

Первый - это большая структура массива, часто используемая подводным сонаром; Последнее - это структурная схема, предложенная в этой статье, которая использует преимущества небольшого размера, низкой стоимости и высокой чувствительности преобразователя, и распределяет преобразователь в качестве вспомогательного приемника при давлении. Вокруг электрического датчика диска (приема и передачи типа) образуется круглый массив преобразователей, который позволяет комбинированному преобразователю принимать сигналы эха за пределами полосы пьезоэлектрического датчика. В качестве датчика, установленного на транспортном средстве, более практично иметь возможность надежно обнаружить движущийся объект, который приближается на высокой скорости, чем обнаруживать движущийся объект, который находится далеко. Из эффекта допплера может быть известно, что, когда ультразвуковая волна действует на встречную высокоскоростную движущуюся мишень, частота сигнала эха, отраженная назад, будет сдвинута вверх (выше частоты передаваемого сигнала). С этой целью более низкая рабочая частота ультразвукового датчика датчика дистанции должна быть выше, чем верхняя частота работы первичного преобразователя.