石家莊供應(yīng)超聲波傳感器規(guī)格
發(fā)布時(shí)間：2024-09-25 01:06:22
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靜態(tài)負(fù)載：在壓電陶瓷產(chǎn)生位移過(guò)程，負(fù)載力大小不發(fā)生變化。彈簧型負(fù)載（非恒定負(fù)載）：當(dāng)產(chǎn)生位移時(shí)，負(fù)載值隨著彈簧反作用發(fā)生變化。彈簧負(fù)載（非恒定負(fù)載）：由于產(chǎn)生的出力和壓電陶瓷的彈簧常數(shù)間的關(guān)系，位移范圍發(fā)生變化。靜態(tài)恒定負(fù)載：初始位置（0V位置）由于彈簧常數(shù)而下降，但是在靜態(tài)恒定負(fù)載下總位移范圍不變?；旧?，由電壓值的大小控制目標(biāo)位移和產(chǎn)生的出力的大小。但在驅(qū)動(dòng)時(shí)，需要考慮由于陶瓷本身的遲滯或共振產(chǎn)生的振鈴響聲。在脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，還需進(jìn)一步考慮由于介電損耗、壓電陶瓷電容充放電電流和功率輸出產(chǎn)生的熱量。
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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(guò)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)。
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壓電陶瓷換能器在工業(yè)中還被廣泛用作水中導(dǎo)航、海洋探測(cè)、精密測(cè)量、超聲清洗、固體探傷以及醫(yī)學(xué)成像、超聲診斷等方面。當(dāng)今壓電超聲換能器的另一個(gè)應(yīng)用的領(lǐng)域是遙測(cè)和遙控系統(tǒng)，其具體應(yīng)用實(shí)例主要有：壓電陶瓷蜂鳴器、壓電點(diǎn)火器、超聲顯微鏡等。是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和聲能的相互轉(zhuǎn)化。壓電超聲換能器就是其中的一種，它是水下發(fā)射和接收超聲波的水聲器件。處于水中的壓電換能器在聲波的作用下，換能器兩端會(huì)感應(yīng)出電荷來(lái)，這就是聲波接收器;若在壓電陶瓷片上施加一個(gè)交變電場(chǎng)，就會(huì)時(shí)而變薄時(shí)而變厚，同時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)射聲波，這就是超聲波發(fā)射器。
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壓電圓環(huán)換能器是水聲換能器中較常見(jiàn)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(duì)稱結(jié)構(gòu)。因此具有水平無(wú)指向性的優(yōu)點(diǎn)，常用于做標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射換能器或水聽(tīng)器。壓電圓環(huán)換能器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。壓電圓環(huán)換能器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作性能穩(wěn)定、水平無(wú)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(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。如應(yīng)用在艦艇的大型被動(dòng)聲吶基陣中，主動(dòng)拖曳聲吶、各種通信節(jié)點(diǎn)、水下聲信標(biāo)、深海應(yīng)答器、釋放器等。
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壓電陶瓷換能器是一種具有壓電特性的電子陶瓷材料，與不含鐵電成分的典型壓電石英晶體的主要區(qū)別在于，構(gòu)成其主要成分的晶相都是鐵電晶粒。 因?yàn)樘沾墒蔷哂须S機(jī)取向晶粒的多晶聚集體，所以每個(gè)鐵電晶粒的自發(fā)極化矢量也是迷失方向的。 為了使陶瓷表現(xiàn)出宏觀壓電特性，壓電陶瓷必須在燒制后在強(qiáng)直流電場(chǎng)中極化，端面經(jīng)受多個(gè)電極，從而原始無(wú)序取向的極化矢量?jī)?yōu)先取向于電場(chǎng)方向，電場(chǎng)除去后，極化處理后的壓電陶瓷將保持一定的宏觀殘余極化強(qiáng)度，從而使陶瓷具有一定的壓力。
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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(chǎng)，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(chǎng)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。