陜西定制數(shù)字聲波測井換能器廠家
發(fā)布時間：2023-02-07 01:27:56
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壓電陶瓷是高技術(shù)的新型無機(jī)非金屬功能材料，隨著材料及工藝的不斷深入研究和改良，壓電陶瓷技術(shù)的應(yīng)用愈來愈廣。壓電材料作為機(jī)、電、聲、光、熱敏感材料，在傳感器、執(zhí)行器、換能器、無損檢測和通訊技術(shù)等領(lǐng)域已獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，壓電陶瓷的應(yīng)用必將越來越廣闊?；A(chǔ)材料是決定產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素。目前，耐高溫、耐高壓、高靈敏、低損耗壓電陶瓷材料是受到全球同行業(yè)者的公認(rèn)的研究發(fā)展方向，其中無鉛壓電陶瓷材料的研究雖不乏其人，但是尚未達(dá)到實用化的水平，短期內(nèi)無法替代現(xiàn)有的含鉛壓電陶瓷。
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壓電陶瓷是指把氧化物混合(氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦等)高溫?zé)Y(jié)、固相反應(yīng)后而成的多晶體，并通過直流高壓極化處理使其具有壓電效應(yīng)的鐵電陶瓷的統(tǒng)稱，是一種能將機(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。由于具有較好的力學(xué)性能和穩(wěn)定的壓電性能，作為一種重要的力、熱、電、光敏感功能材料，已經(jīng)在傳感器、超聲換能器、微位移器和其它電子元器件等方面得到了廣泛的應(yīng)用。隨著材料工藝的不斷研究和改良，以及電子、信息、航空航天等高科技領(lǐng)域日新月異的發(fā)展，作為含高智能新型材料的壓電陶瓷的生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用開發(fā)是人們關(guān)注的熱門課題。
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壓電陶瓷按照組元分類：1. 單元系壓電陶瓷材料：鈦酸鋇陶瓷、鈦酸鉛陶瓷；2. 二元系壓電陶瓷材料：鋯鈦酸鉛陶瓷通常簡稱為PZT陶瓷，這種壓電陶瓷目前受到廣泛應(yīng)用；3. 三元系壓電陶瓷材料，通常是在具有鈣鈦礦性結(jié)構(gòu)的鋯鈦酸鉛{PbZrO3-PbTiO3}中二元系再增加第三種{化學(xué)通式為ABO3型}化合物而形成的三元系固溶體。所增加的第三種成分，它們的共同特點是在摻入PbZrO3-PbTiO3之中形成固溶體后不改變整個晶格的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)。4. 多元系壓電陶瓷材料。按照特定應(yīng)用情況分類：用于電力轉(zhuǎn)換器的材料（超聲波應(yīng)用）；用于傳感器的材料（超聲波發(fā)射器和接收器）；用于啟動器的材料（定位或注射系統(tǒng)）；用于特殊應(yīng)用的材料。
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超聲波測井換能器（超聲探頭）的工作原理大體是相同的，其內(nèi)部一般都包含一個電的儲能元件和一個機(jī)械振蕩體系。當(dāng)換能器用作發(fā)射器時，從激勵電源送來的電振蕩信號將引起換能器中電儲能元件中電場或磁場的改變，這種改變經(jīng)過某種效應(yīng)對換能器的機(jī)械振蕩體系發(fā)生一個推進(jìn)力，使其進(jìn)入振蕩狀態(tài)，從而推進(jìn)與換能器機(jī)械振蕩體系相觸摸的介質(zhì)發(fā)生振蕩，向介質(zhì)中輻射聲波。接收聲波的過程正好與此相反，外來聲波作用在換能器的振蕩面上，從而使換能器的機(jī)械振蕩體系發(fā)生振蕩，憑借某種物理效應(yīng)，引起換能器儲能元件中的電場或磁場發(fā)生相應(yīng)的改變，從而引起換能器的電輸出端發(fā)生一個相應(yīng)于聲信號的電壓和電流。
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聲波幅度測井的依據(jù)是聲脈沖頻，它常用在固井檢測以及檢查套管膠結(jié)的情況。進(jìn)行聲波的信號幅度檢測，我們一般將聲脈沖頻調(diào)整到20Hz。聲波幅度的體現(xiàn)，往往以聲波能量為依據(jù)，當(dāng)聲波在巖層中傳播時，能量會隨著傳播的延續(xù)以及聲波必須經(jīng)受的內(nèi)摩擦而不斷遞減。的用途決定了我們在進(jìn)行檢測時一般是在套管中進(jìn)行，聲波必須通過套管來進(jìn)行傳播，而套管的材質(zhì)、套管的厚度以及套管外的介質(zhì)包括水或者泥漿等，都會影響聲波的傳播，所以采用此種方法檢測，必須重視套管的聲波傳播特性。因為波的能量與振幅的平方成正比，聲波幅度測井就是要觀測與聲波能量傳遞巖層時聲能損失的程度。
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壓電圓環(huán)換能器是水聲換能器中較常見的換能器之一，可用于發(fā)射和接收聲波，由于其核心結(jié)構(gòu)壓電陶瓷圓環(huán)。具有圓周對稱結(jié)構(gòu)。因此具有水平無指向性的優(yōu)點，常用于做標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射換能器或水聽器。壓電圓環(huán)換能器具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、制作工藝成熟、有效機(jī)電耦合系數(shù)近于材料本身等優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用。壓電圓環(huán)換能器具有結(jié)構(gòu)簡單、工作性能穩(wěn)定、水平無指向性、可深水工作、具有較高的接收靈敏度等諸多優(yōu)異性能，因此在水聲通信領(lǐng)域、水聲探測等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。如應(yīng)用在艦艇的大型被動聲吶基陣中，主動拖曳聲吶、各種通信節(jié)點、水下聲信標(biāo)、深海應(yīng)答器、釋放器等。