廣州定制傳感器廠家
發(fā)布時(shí)間：2024-12-03 01:02:46
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產(chǎn)生自發(fā)極化的條件是：離子位移后固定在新位置上的力大于位移后的恢復(fù)力。雖然具備自發(fā)極化的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，但作為多晶體，內(nèi)部電疇的排列方向雜亂無(wú)章，極化效應(yīng)相互抵消，導(dǎo)致宏觀不呈現(xiàn)壓電效應(yīng)。極化是壓電陶瓷的“激活”方式。所謂極化，就是在壓電陶瓷上施加一個(gè)強(qiáng)直流電場(chǎng)，使陶瓷內(nèi)的電疇沿電場(chǎng)方向取向排列；在電場(chǎng)去除后，陶瓷內(nèi)仍能保留相當(dāng)?shù)氖Ｓ鄻O化強(qiáng)度，也就具備了壓電性能。極化狀態(tài)可以用電滯回線來(lái)描述：壓電陶瓷的極化強(qiáng)度隨電場(chǎng)強(qiáng)度的增大而增大，在C點(diǎn)達(dá)到飽和；若逐漸減小電場(chǎng)強(qiáng)度，極化強(qiáng)度將沿另一條曲線減小，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度降為0時(shí)，極化強(qiáng)度保留在Pr點(diǎn)，即剩余極化強(qiáng)度。
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由于超聲技術(shù)的非接觸性等優(yōu)點(diǎn)，嘗試把壓電陶瓷超聲換能器應(yīng)用在液體濃度檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中。系統(tǒng)中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。在其中擔(dān)當(dāng)著發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的重要功能。把換能器產(chǎn)生的一定頻率和幅值的超聲信號(hào)通過(guò)發(fā)射電路打入液體內(nèi)部，經(jīng)過(guò)液體對(duì)信號(hào)的衰減，從接收換能器端可以接收到帶有液體濃度信息的信號(hào)。再通過(guò)聲衰減法的分析，有效得出液體的近似濃度。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括主程序，超聲測(cè)量程序，脈沖控制程序，脈沖收發(fā)程序，ADC采集控制程序以及時(shí)鐘和報(bào)警程序。
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聲波幅度測(cè)井的依據(jù)是聲脈沖頻，它常用在固井檢測(cè)以及檢查套管膠結(jié)的情況。進(jìn)行聲波的信號(hào)幅度檢測(cè)，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(shí)，能量會(huì)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?cè)谶M(jìn)行檢測(cè)時(shí)一般是在套管中進(jìn)行，聲波必須通過(guò)套管來(lái)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(huì)影響聲波的傳播，所以采用此種方法檢測(cè)，必須重視套管的聲波傳播特性。因?yàn)椴ǖ哪芰颗c振幅的平方成正比，聲波幅度測(cè)井就是要觀測(cè)與聲波能量傳遞巖層時(shí)聲能損失的程度。
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換能器按組成的壓電元件形狀分為薄板形, 圓片形, 圓環(huán)形, 圓 管形, 圓棒形, 薄殼球形, 壓電薄膜等;換能器按振動(dòng)模式分為伸縮振動(dòng), 彎曲振動(dòng), 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等;換能器按伸縮振動(dòng)的 方向分為厚度, 切向, 縱向, 徑向等;按壓電轉(zhuǎn)換方式 分為發(fā)射型 ( 電-聲轉(zhuǎn)換) , 接收型 ( 聲-電轉(zhuǎn)換) , 發(fā)射/接收復(fù)合型等。換能器按工作環(huán)境分為液體, 固體, 氣體, 生物體等。一般來(lái)說(shuō)，就是一個(gè)電聲轉(zhuǎn)換器件，不帶電路的。換能器是超聲波設(shè)備的核心器件，其特性參數(shù)決定整個(gè)設(shè)備的性能。換能器主要有磁致伸縮和壓電晶體兩大類(lèi)。
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換能器的接收電壓靈敏度，又稱自由場(chǎng)電壓靈敏度。這里所謂的自由場(chǎng)是指均勻各向同性媒質(zhì)中可以忽略邊界影響時(shí)的聲場(chǎng)。有效聲中心是指在發(fā)生器上或附近的一點(diǎn)，從遠(yuǎn)處觀察時(shí)似乎聲波是從該點(diǎn)發(fā)出的球面發(fā)散聲波，即聲源直徑很小以至可以近似地把它看作點(diǎn)聲源。在給出換能器自由場(chǎng)電壓靈敏度時(shí)，一般還應(yīng)同時(shí)指明參考點(diǎn)，指定方向和輸出端。若是接收換能器輸出端阻抗無(wú)限大時(shí)，則此時(shí)的接收電壓靈敏度就稱為開(kāi)路靈敏度（或稱開(kāi)路響應(yīng)）。
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壓電陶瓷換能器通過(guò)發(fā)射出的超聲波，會(huì)產(chǎn)生上下振動(dòng)。超聲波上下發(fā)射出去的，就叫做縱波。超聲波發(fā)射面在上下振動(dòng)的時(shí)候，超聲波左右發(fā)射出去時(shí)，就叫做橫波。的工作原理，壓電陶瓷換能器主要由壓電陶瓷，振子，匹配層等結(jié)構(gòu)組成。由材料的壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，超聲波換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率（即超聲波）再傳遞出去，自身消耗很少的一部分功率。另外由于單個(gè)換能器承受功率有限，通常采用多個(gè)換能器組合而成，來(lái)達(dá)到功率要求，稱之為換能器功率合成。