成都供應(yīng)超聲波換能器廠家
發(fā)布時間：2025-03-03 00:57:33
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1、自發(fā)極化。120℃以下，BaTiO3晶體結(jié)構(gòu)稍有畸變，為四方結(jié)構(gòu)，Ba2+和Ti4+相對于O2-產(chǎn)生了一個位移，結(jié)果導(dǎo)致正負(fù)電荷中心不重合，產(chǎn)生了極化。鐵電晶體中存在著自發(fā)極化方向不同的小區(qū)域，那些自發(fā)極化方向相同的區(qū)域稱為電疇。對于自發(fā)極化而言，從宏觀統(tǒng)計(jì)來看，晶體中存在著各個方向的自發(fā)極化，它們相互抵消，宏觀上對外不呈現(xiàn)極性。2、人工極化就是在上加一足夠高的直流電場，并保持一定的溫度和時間，迫使其電疇轉(zhuǎn)向，或者說迫使其自發(fā)極化作定向排列。陶瓷中電疇在極化處理前后的變化情況。3、鐵電陶瓷，某些材料在一定溫度范圍內(nèi)具有自發(fā)極化。而且其自發(fā)極化可以因外電場的作用而轉(zhuǎn)向，材料的這種特性稱為鐵電性。具有這種特性的陶瓷材料稱為鐵電陶瓷。
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壓電陶瓷是一種具有壓電效應(yīng)的多晶體。因生產(chǎn)工藝和陶瓷相近而得名。壓電陶瓷基本都是鐵電體：當(dāng)溫度低于居里溫度Tc時，晶體中晶胞的離子發(fā)生位移，造成正負(fù)電荷中心不重合，進(jìn)而產(chǎn)生固有電偶極矩；相鄰晶胞產(chǎn)生同樣的連鎖反應(yīng)，擴(kuò)展成為鐵電體的基本單元——電疇。壓電陶瓷的壓電效應(yīng)機(jī)理與石英晶體大不相同，未經(jīng)極化處理的壓電陶瓷材料是不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)的。經(jīng)極化處理后，剩余極化強(qiáng)度會使與極化方向垂直的兩端出現(xiàn)束縛電荷（一端為正，另一端為負(fù)），由于這些束縛電荷的作用在陶瓷的兩個表面吸附一層來自外界的自由電荷，并使整個壓電陶瓷片呈電中性。
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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。基礎(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(shí)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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壓電陶瓷換能器在工業(yè)中還被廣泛用作水中導(dǎo)航、海洋探測、精密測量、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應(yīng)用的領(lǐng)域是遙測和遙控系統(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，換能器兩端會感應(yīng)出電荷來，這就是聲波接收器;若在壓電陶瓷片上施加一個交變電場，就會時而變薄時而變厚，同時產(chǎn)生振動，發(fā)射聲波，這就是超聲波發(fā)射器。
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1、視頻觸發(fā)器：用于VCR設(shè)備中重調(diào)視頻頭位置的彎曲振動的壓電陶瓷換能器，有1μm/v以上的高靈敏度。2、壓電微位移器：利用換能器的快速動作反向，用于行程高0.1mm，作用力達(dá)2MN(200Kp)的閥門，開放時間為10Μs。3、油墨印刷噴頭：換能器可用于在無噪聲的高速電信打印頭，獨(dú)立控制13根VIRIT瓷管，利用內(nèi)徑的收縮把油墨從約為20μm直徑的噴口中射出。4、壓電開關(guān)：用在各種特殊條件下做壓電開關(guān)，控制各種升降機(jī)、專用精密控制儀表。用1.5N的觸發(fā)后產(chǎn)生下電壓脈沖，通過一個特殊線路能激勵陶瓷換能器和CMOS電路產(chǎn)生機(jī)電轉(zhuǎn)換。
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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)射信號和接收信號的重要功能。把換能器產(chǎn)生的一定頻率和幅值的超聲信號通過發(fā)射電路打入液體內(nèi)部，經(jīng)過液體對信號的衰減，從接收換能器端可以接收到帶有液體濃度信息的信號。再通過聲衰減法的分析，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鐘和報(bào)警程序。