石家莊供應(yīng)壓電陶瓷換能器廠家
發(fā)布時(shí)間：2024-09-09 01:07:51
石家莊供應(yīng)壓電陶瓷換能器廠家
水聲換能器是發(fā)射和接收水中聲信號(hào)的裝置，應(yīng)用廣泛的是電聲轉(zhuǎn)換的水聲換能器，即轉(zhuǎn)換電能為水中聲能的水聲發(fā)射器，以及轉(zhuǎn)換水中聲能為電能的水聲接收器(即水聽器)。水是聲阻抗率較高的媒質(zhì)，因此要發(fā)射較大聲功率就必須有較大的力。常用水聲換能器按其基本換能機(jī)理分為可逆式和不可逆式兩大類?？赡媸?可作接收器)的有：電動(dòng)、靜電、可變磁阻(電磁)、磁致伸縮和壓電水聲換能器。不可逆式(不可作接收器)的有：調(diào)制流體(流體動(dòng)力)、氣動(dòng)(如氣槍)、化學(xué)能(如信號(hào)彈)、機(jī)聲(如掃水雷聲源)等。
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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(diǎn)是在摻入PbZrO3-PbTiO3之中形成固溶體后不改變整個(gè)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(dòng)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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壓電陶瓷的壓電效應(yīng)是指某些介質(zhì)在力的作用下，產(chǎn)生形變，引起介質(zhì)表面帶電，這是正壓電效應(yīng)。反之，施加激勵(lì)電場，介質(zhì)將產(chǎn)生機(jī)械變形，稱逆壓電效應(yīng)。并非所有的陶瓷都具有壓電效應(yīng)。作為壓電陶瓷的原材料，在晶體結(jié)構(gòu)上一定是不具有對(duì)稱中心的晶體，如氧化鉛、氧化鋯、氧化鈦、碳酸鋇、氧化鈮、氧化鎂、氧化鋅等。在32種點(diǎn)群的晶體中，只有20種非中心對(duì)稱點(diǎn)群的晶體才有壓電效應(yīng)。將這些原材料在高溫下致密燒結(jié)，制成陶瓷，并將制好的陶瓷在直流高壓電場下進(jìn)行極化處理，才能成為壓電陶瓷。常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛以及三元系壓電陶瓷等。
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壓電陶瓷對(duì)我們來說已經(jīng)很熟悉了，它是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料，除具有壓電性外， 還具有介電性、彈性等， 已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達(dá)等。壓電陶瓷除具有壓電效應(yīng)外，還有熱釋電效應(yīng)、光彈、光電效應(yīng)。這方面應(yīng)用器件有：光調(diào)制器、光閥、電光顯示、光信息儲(chǔ)存、映象儲(chǔ)存和顯示、電控多色濾波器。透明鐵電壓電陶瓷（PLZT）是一種很有價(jià)值的新型電子材料，開辟了壓電陶瓷材料在電光應(yīng)用上的發(fā)展，其具有易于加工成各種不同尺寸和形狀的制品，控制組成性質(zhì)可變范圍寬，成本低等特點(diǎn)。
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換能器的接收電壓靈敏度，就所用單位而言，“伏特/微巴” 意味著作用在換能器上的聲壓為1微（1μbar=0.1N/m2=1達(dá)因/厘米2）時(shí)在換能器輸出端負(fù)載上可得到1伏特的電壓，顯然此值越大，則接收靈敏度越高，因?yàn)閾Q句話來說，就是一定的聲壓作用能得到較大的開路電壓。在用分貝（dB）表示時(shí)：△dB=20lgM0（V/μbar）/1（V/μbar）這是以1V/μbar為零分貝（參考點(diǎn)靈敏度），將觀測(cè)到的靈敏度除以參考點(diǎn)靈敏度所得到的商再取以10為底的對(duì)數(shù)并乘以20，從而得到用分貝表示的自由場電壓靈敏度。
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超聲波換能器又稱超聲波振子是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(超聲波)的器件，主要是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與聲能的相互轉(zhuǎn)換，故稱為超聲波換能器(壓電換能器)。超聲波換能器由中央壓電陶瓷元件，前后金屬蓋板，預(yù)應(yīng)力螺桿，電極片以及絕緣管組成。超聲換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器。它的性能描述和評(píng)價(jià)需要許多參數(shù)。超聲傳感器的特性參數(shù)包括諧振頻率、頻帶寬度、機(jī)電耦合系數(shù)、電聲效率、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)、阻抗特性、頻率特性、方向性、傳輸和接收靈敏度等。UCER要求輸出功率大、能量轉(zhuǎn)換效率高，而接收傳感器要求頻帶寬、靈敏度高、分辨率高。因此，在超聲波傳感器的具體設(shè)計(jì)過程中，必須根據(jù)具體應(yīng)用合理設(shè)計(jì)傳感器的相關(guān)參數(shù)。