Vibration axiale des transducteurs ultrasoniques

La structure du disque multi-nœudstransducteurs à ultrasons, la fonction de corne est d'amplifier l'amplitude ultrasonique, et le grand disque peut améliorer le pointage du transducteur. Le principe de travail de ce type de transducteur est de connecter une corne conique longitudinale et le vibrateur piézoélectrique longitudinal pour vibrer le milieu d'air. Lorsque la vibration multimode se produit, plusieurs cercles de hauteur seront produits sur le disque piézé. Des deux côtés du cercle de pas, les points de vibration à la surface du disque vibrent des phases opposées, de sorte que le champ sonore rayonné est affaibli par l'annulation de la phase opposée. Afin de surmonter cette lacune, l'épaisseur d'un disque latéral du cercle de tangage peut être modifiée par une longueur d'onde pour former une rainure concave-convexe pour compenser la différence de phase entre les cercles de tangage, améliorant ainsi l'efficacité de rayonnement du transducteur.

Il existe de nombreuses institutions de recherche et fabricants connexes au pays et à l'étranger pour développer et produire de telsTransducteur de gamme de distance à ultrasons. Développer des transducteurs de topographie à ultrasons avec une distance de travail d'environ 15 m (National Natural Science Foundation et National Program Funding Project, Transducteurs de niveau produit par la société canadienne Milltronics, appartiennent tous à des transducteurs de disque multi-ondes.

Des expériences montrent que lorsque le transducteur fonctionne à une fréquence de 24 kHz et que le diamètre du disque est supérieur à 240 mm.Le transducteur du disque multi-segments présente les avantages d'une sensibilité élevée, une grande distance de travail (environ 15 m) et un petit faisceau Joint à ondes multiples d'angle. Les inconvénients ducircuit de capteur à distance à ultrasonssont la grande taille et compliqués par le processus de fabrication.

Le diagramme du transducteur sandwich est une structure de transducteur ultrasonique typique qui consiste en une plaque de couverture avant et arrière, un vibrateur piézoélectrique et une vis de contrainte. Où le couvercle arrière est généralement en forme de cylindre; La couverture avant est principalement en forme de corne conique pour augmenter la zone de rayonnement dans l'application acoustique sous-marine, la fusée est généralement coupée ou partiellement coupée pour s'adapter à la structure du réseau; Les vibrateurs piézoélectriques au milieu sont principalement des disques en céramique piézoélectrique polarisés longitudinalement, ou ils peuvent être des tubes en céramique piézoélectrique radialement polarisés. Des vis de contrainte à haute résistance sont utilisées pour fixer les couvercles avant et arrière et les vibrateurs piézoélectriques. La structure du transducteur a été proposée pour la première fois par le physicien français Lang Zhiwan, il est donc également connu sous le nom de transducteur de Langevin.

Les transducteurs produits par la liaison des États-Unis, la série WSS de transducteurs de niveau du sens de l'Allemagne, et la série XTC / XPS de transducteurs de niveau de Milltronics du Canada adoptent également une structure sandwich. Comme uncapteur de mesure de distance, la fréquence de travail du transducteur sandwich se situe généralement entre 15 kHz et 60 kHz, et la valeur de crête à crête de la tension d'impulsion pour exciter le vibrateur piézoélectrique est généralement de 3200 V, et une bonne couche de correspondance acoustique est fixée à la surface de rayonnement . Ces transducteurs sont capables de produire une énergie acoustique élevée. Le transducteur de sandwich est encombrant et coûteux, et consomme beaucoup de puissance, mais il convient à l'utiliser dans les situations où une puissance élevée ou une grande poussée est nécessaire.