合肥供應(yīng)超聲波傳感器廠家
發(fā)布時間：2022-01-02 01:36:18
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水聲換能器由于用途和使用的不同而有不同的分類，這里謹(jǐn)對水聲換能器許多國家均把水聲換能器劃屬超聲換能器之例。水聲換能器經(jīng)常按工作頻帶進行分類，此外，還可以按功率、壓力等大小進行分類。按頻率高低有低頻換能器、中頻換能器和高頻換能器之分。低頻換能器的頻率范圍，大體為數(shù)十赫茲到4千赫茲， 如拖曳線列陣工作頻率為數(shù)十赫到數(shù)千赫；中頻換能器頻率范圍大體為3.5千赫到50千赫，艦船用主動聲換能器多在此頻段范圍內(nèi)；高頻換能器頻率范圍大體為45千赫到3000千赫以上。連續(xù)功率達到2KW以上的換能器稱為高功率高功率換能器；而靜水壓大于1MPα的稱為高壓力換能器； 此外還有作水聲計量用的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射器和標(biāo)準(zhǔn)水聽器等。
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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。
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超聲波換能器又稱超聲波振子是將電能轉(zhuǎn)換成機械能(超聲波)的器件，主要是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)實現(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。它的性能描述和評價需要許多參數(shù)。超聲傳感器的特性參數(shù)包括諧振頻率、頻帶寬度、機電耦合系數(shù)、電聲效率、機械品質(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)計過程中，必須根據(jù)具體應(yīng)用合理設(shè)計傳感器的相關(guān)參數(shù)。
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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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驅(qū)動方法將紅線與控制電源的‘+’正極相連。并且注意不能施加反向電壓?；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)動時，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)動時，還需進一步考慮由于介電損耗、電容充放電電流和功率輸出產(chǎn)生的熱量。靜態(tài)負(fù)載：在壓電陶瓷產(chǎn)生位移過程，負(fù)載力大小不發(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。
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靜態(tài)負(fù)載：在壓電陶瓷產(chǎn)生位移過程，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，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)動時，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)動時，還需進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。