Mode de vibration radiale du transducteur à ultrasons

Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2018-09-27 origine:Propulsé

enquête

Modélisation et expérience du transducteur ultrasonique dans le milieu aérien, la bande de fréquence ducapteur à ultrasonsest généralement étroit, ce qui affecte directement ses performances de détection pour les cibles mobiles à grande vitesse. Afin de résoudre la bande étroite du capteur ultrasonique, un transducteur micro-miniature peut être utilisé comme récepteur auxiliaire dans le transducteur ultrasonique combiné pour élargir la bande passante de réception du transducteur combiné. Le transducteur est un type de tension en flexion de transducteur composite piézoélectrique métallique, qui est composé de deux coquilles minces en métal en sandwich en une plaquette en céramique piézoélectrique (vibrateur piézoélectrique) polarisé dans la direction de l'épaisseur. Sous l'excitation du champ électrique alternant de la fréquence ultrasonique, la vibration d'étirement à haute impédance et à petit rayon du vibrateur piézoélectrique est convertie en un déplacement à faible impédance et à grande axe de la cavité de la coquille métallique mince, et l'onde ultrasonique est rayonnée au milieu aérien. Inversement, lorsque les ondes ultrasoniques agissent sur le transducteur, la coque métallique mince est déformée, ce qui fait que le vibrateur piézoélectrique subit une vibration d'étirement radiale et génère une charge alternative entre les deux électrodes. Il s'agit du principe de travail de base du transducteur en tant que générateur et récepteur à ultrasons. Il est très adapté à faire un petit déplacement, un entraînement micro-déplacement de grande course léger et un récepteur ultrasonique micro-petit avec une fréquence de résonance plus faible. Un effet des paramètres matériels et structurels dutransducteur à distance à ultrasonsSur ses modes de vibration radiaux et longitudinaux est une condition préalable à la conception et à la fabrication du transducteur.

Mode de vibration radiale du transducteur

Le mode de vibration radiale duCapteur de recherche de gamme à ultrasonsest étroitement lié au champ électrique d'excitation appliqué, le matériau et les paramètres structurels du vibrateur piézoélectrique entre eux sont dérivés ci-dessous. Le vibrateur piézoélectrique est polarisé le long de la direction de l'axe z (c'est-à-dire la direction axiale), son rayon est ro, et son épaisseur est ho; Le bas du rallye est en forme de cycle, son diamètre extérieur est RO, et son diamètre intérieur est R, en supposant un champ piézoélectricité alternatif est appliqué aux deux plans circulaires du vibrateur, et le vecteur de contrainte T et le champ électrique Le vecteur de résistance E est des variables indépendantes, et le vecteur de déformation S et le vecteur de déplacement électrique D sont des variables dépendantes, puis les coordonnées cylindriques ((r, 8, z) forment l'équation piézoélectrique peuvent être exprimées où S est la matrice constante élastique de la matrice constante élastique de la matrice constante de la conforme élastique de la matrice constante de la conforme élastique de la matrice constante de la conforme élastique de la matrice constante de la conforme élastique de Le matériau piézoélectrique dans des conditions de champ électrique constantes, d représente la matrice constante de déformation piézoélectrique, et t est la matrice constante diélectrique libre du matériau piézoélectrique. Le bord est lié au vibrateur piézoélectrique pour former un composite en céramique piézo métallique. Fréquence du transducteur.

Étant donné que la hauteur h du boîtier est petite, c'est-à-dire la vibration normale ducapteur de mesure de distance à ultrasonsPeut être étudié approximativement selon la vibration symétrique de la plaque mince circulaire prise en sandwich par la périphérie. Il est connu qu'une plaque mince circulaire a un rayon de r est symétrique autour de l'axe z, et la charge appliquée à la frontière de celle-ci est également symétrique autour de l'axe z, de sorte que la surface incurvée élastique de la plaque mince doit être symétrique à propos de l'axe z. Par conséquent, l'analyse de la vibration libre de la plaque mince dans le système de coordonnées polaires peut simplifier ce problème. Laissez la déviation de la plaque mince circulaire à tout instant t pendant le processus de vibration. Ensuite, l'équation différentielle de vibration libre décrit le type de sandwich périphérique peut être exprimé.

Principe de matériau et de fonctionnement du capteur de distance à ultrasons

Transducteur à ultrasons à longue portée

La fréquence résonante du transducteur a une zone rayonnante, une structure de vibratrice, une couche de correspondance acoustique et un matériau de support et même le processus de fabrication du transducteur. affecter directement la distance de travail, la directivité et la bande passante de fréquence du transducteur à ultrasons. Afin de résoudre les problèmes ci-dessus, ce chapitre mène des recherches complètes et théoriques sur les caractéristiques physiques des ondes ultrasoniques, il s'agit de modes de vibration, de structures, de processus de fabrication et de correspondance d'impédance acoustique et de correspondance d'impédance électromécanique.

Transducteur ultrasonique avec des propriétés physiques

Le contenu de la recherche de la technologie des transducteurs à ultrasons examine de manière globale les propriétés physiques telles que l'impédance acoustique, la structure acoustique, les matériaux d'ingénierie et les modes de vibration liés aux transducteurs et aux médias, en appliquant une technologie de correspondance d'impédance pour atteindre le meilleur entre l'énergie électrique et l'énergie acoustique. Bonne conversion pour répondre aux besoins pratiques de l'ingénierie. Les propriétés physiques des ondes sonores et les principaux indicateurs de performance des transducteurs à ultrasons sont maintenant décrits. La principale caractéristique physique des ondes ultrasoniques est que les ondes ultrasoniques sont les mêmes que toutes les fluctuations et ont une fréquence qui ne se propage pas. Avec les trois quantités physiques de longueur d'onde, la relation entre les trois est c == f x. Dans les différents médias, la vitesse du son est différente. La plage de fréquences à ultrasons se situe entre 2x1 et 1013 Hz. Par rapport aux ondes sonores,transducteur pour la distanceA les propriétés physiques remarquables suivantes: (1) Les caractéristiques des faisceaux de faisceau de la propagation ultrasonique ont une directionnalité et une rayon dans les mêmes conditions de rayonnement, l'efficacité de travail plus élevée du transducteur a la directionnalité plus forte. Les ondes ultrasoniques émises par la source sonore sont formées dans une certaine direction, et les faisceaux sont presque parallèles, ce qui est appelé la région de champ proche. La distribution du champ sonore dans ce domaine est plus compliquée et sa plage de longueurs est le faisceau.