河南定制平面換能器廠家
發(fā)布時(shí)間：2022-07-19 01:30:18
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壓電圓環(huán)換能器有空氣背襯或溢流式兩種結(jié)構(gòu)。換能器兩邊加端蓋，內(nèi)部形成空氣腔，然后水密封裝，就是空氣背襯結(jié)構(gòu)；兩端不加蓋，只把壓電圓環(huán)水密，讓流體自由進(jìn)出圓環(huán)內(nèi)部，這種結(jié)構(gòu)稱為溢流圓環(huán)換能器。溢流圓環(huán)換能器由于兩端開口，內(nèi)外壓力平衡，理論上可以工作在任何深度，適用于深水、變深工作的要求。溢流圓環(huán)在水下工作時(shí)除了換能器本身的徑向振動(dòng)外，還帶動(dòng)腔體內(nèi)的液體振動(dòng)。利用液腔振動(dòng)模態(tài)和圓環(huán)徑向振動(dòng)模態(tài)的振動(dòng)耦合，可得到較寬的工作頻帶。
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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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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(duì)于O2-產(chǎn)生了一個(gè)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(duì)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(gè)方向的自發(fā)極化，它們相互抵消，宏觀上對(duì)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(chǎng)，并保持一定的溫度和時(shí)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(chǎng)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(duì)稱結(jié)構(gòu)。因此具有水平無指向性的優(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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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(duì)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(jìn)行分類，此外，還可以按功率、壓力等大小進(jìn)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(dòng)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(dá)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(jì)量用的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射器和標(biāo)準(zhǔn)水聽器等。