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超聲波線束機(jī)：超聲波換能器性能的影響

閱讀：64發(fā)布時(shí)間：2023-2-11


超聲波線束機(jī)：超聲波換能器性能的影響
       ，電陶瓷元件是超聲波換能器的核心部分，因此其幾何尺寸對(duì)換能器的性能影響很大，下面將對(duì)這一問(wèn)題加以探討為了簡(jiǎn)化分析，仍假定換能器是一對(duì)稱結(jié)構(gòu)，而且換能器的中間厚電極長(zhǎng)度等于零，也就是傳統(tǒng)的薄電極結(jié)構(gòu)。


     由于超聲波線束機(jī)換能器的結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，因此換能器的位移節(jié)點(diǎn)位于壓電陶瓷元件的中心，整個(gè)半波長(zhǎng)換能器可以看成是由兩個(gè)對(duì)稱的，波長(zhǎng)振子組成利用相似的過(guò)程可以得出其中一個(gè)波長(zhǎng)振子的輸入電導(dǎo)納。
     超聲波線束機(jī)換能器是利用數(shù)值方法得出的薄電極對(duì)稱結(jié)構(gòu)夾心式換能器的共振頻率振頻率及有效機(jī)電耦合系數(shù)與壓電陶瓷元件的長(zhǎng)度之間的關(guān)系曲線，在計(jì)算過(guò)程中，保持換能器的總長(zhǎng)度不變，通過(guò)改變壓電陶瓷元件的長(zhǎng)度，研究壓電陶瓷元件的長(zhǎng)度對(duì)換能器振動(dòng)性能的影響。由此看出，盡管換能器的總長(zhǎng)度保持不變，但當(dāng)壓電陶瓷元件的長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，換能器的共振頻率振頻率和有效機(jī)電耦合系數(shù)仍然隨之變化，但壓電陶瓷元件的長(zhǎng)度逐漸增大時(shí)，換能器的共振頻率單調(diào)減少與此相反的是。換能器的振頻率卻隨著壓電陶瓷元件長(zhǎng)度的增大而增大，并且存在一個(gè)極大值，同時(shí)，換能器的有效機(jī)電耦合系數(shù)也隨著壓電陶瓷元件的長(zhǎng)度變化而變化，當(dāng)電陶瓷元件的長(zhǎng)度增大時(shí)，換能器的有效機(jī)電耦合系數(shù)隨之增大。對(duì)應(yīng)一定的電陶瓷元件長(zhǎng)度，換能器的有效機(jī)電耦合系數(shù)達(dá)到一值，隨后又逐漸下降，值得指出的是。對(duì)應(yīng)振頻率值時(shí)的電陶瓷元件長(zhǎng)度，不同于對(duì)應(yīng)換能器的有效機(jī)電耦合系數(shù)達(dá)到值時(shí)的壓電陶瓷元件長(zhǎng)度。

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