張家口供應大功率水聲發(fā)射換能器廠家
發(fā)布時間：2022-06-21 01:30:48
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由于超聲技術的非接觸性等優(yōu)點，嘗試把壓電陶瓷超聲換能器應用在液體濃度檢測系統(tǒng)當中。系統(tǒng)中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。在其中擔當著發(fā)射信號和接收信號的重要功能。把換能器產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)的軟件設計包括主程序，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警程序。
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產生自發(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力。雖然具備自發(fā)極化的獨特結構，但作為多晶體，內部電疇的排列方向雜亂無章，極化效應相互抵消，導致宏觀不呈現(xiàn)壓電效應。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強直流電場，使陶瓷內的電疇沿電場方向取向排列；在電場去除后，陶瓷內仍能保留相當?shù)氖Ｓ鄻O化強度，也就具備了壓電性能。極化狀態(tài)可以用電滯回線來描述：壓電陶瓷的極化強度隨電場強度的增大而增大，在C點達到飽和；若逐漸減小電場強度，極化強度將沿另一條曲線減小，當電場強度降為0時，極化強度保留在Pr點，即剩余極化強度。
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壓電陶瓷換能器通過發(fā)射出的超聲波，會產生上下振動。超聲波上下發(fā)射出去的，就叫做縱波。超聲波發(fā)射面在上下振動的時候，超聲波左右發(fā)射出去時，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，匹配層等結構組成。由材料的壓電效應將電信號轉換為機械振動，超聲波換能器是一種能量轉換器件，的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率（即超聲波）再傳遞出去，自身消耗很少的一部分功率。另外由于單個換能器承受功率有限，通常采用多個換能器組合而成，來達到功率要求，稱之為換能器功率合成。
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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；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準發(fā)射器和標準水聽器等。
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壓電陶瓷是高技術的新型無機非金屬功能材料，隨著材料及工藝的不斷深入研究和改良，壓電陶瓷技術的應用愈來愈廣。壓電材料作為機、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等領域已獲得了廣泛的應用。隨著高新技術的發(fā)展，壓電陶瓷的應用必將越來越廣闊?；A材料是決定產品性能的關鍵因素。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，但是尚未達到實用化的水平，短期內無法替代現(xiàn)有的含鉛壓電陶瓷。
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聲波測井換能器是將聲信號轉換成機械振動后再轉換成電信號。測井工程中，測井儀器的壓電陶瓷隨儀器下到井下1500-6000米深的井下，井下的溫度100-230度左右，大氣壓力30-130MP有些井下還伴有硫化氫等復雜氣體，而傳統(tǒng)的聲波測井換能器為銀電極并且電極涂在壓電陶瓷的表面，如YTG系列的8條12條切向極化聲波測井換能器，是由圓管形壓電陶瓷元件經(jīng)涂銀后切向極化后制成，換能器的陶瓷體硬度高約1000HV，銀電極的硬度低約70HV，他們的硬度差距懸殊，兩者之間的膨脹系數(shù)不同，銀電極在ΙΟ-ΙΟΟΚΗζ振動狀態(tài)下承受壓力和溫度以及復雜環(huán)境的影響下，銀層會嚴重脫落，造成測井結果不準確，嚴重影響測井工程質量。