星际争霸重制版壁纸:寬帶高效超聲波傳感器的研究

時間:2016-2-20 8:56:00 來源:中國超聲波網 添加人:admin

星际争霸2新指挥官2019 www.gojda.icu   為了獲得具有寬帶高效特性的超聲波傳感器,國內外都在進行這方面的研究,并取得了一定進展。根據超聲波波動理論,提出了一種新型的雙層壓電結構超聲波傳感尤2,這種結構型式的超聲波傳感器借助于移相電容器改變作用于各壓電層激勵電壓的幅值和相位,對超聲波傳感器的頻率特性進行控制,從而獲得了具有寬頻帶高效率特性的超聲波傳感器。

  1基本結構寬帶高效超聲波傳感器是一種雙層壓電結構超聲波傳感器。所謂雙層壓電結構超聲波傳感器,是將兩枚壓電晶片按一定極化方向用導電材料粘接,并在其中一枚壓電晶片的電端串聯或并聯適當容量的移相兀件Zx而構成的一種超聲波傳感器。根據壓電晶片的極化方向和移相元件接入電端的方式,雙層壓電結構超聲波傳感器的基本結構可以分為4種型式,如所示。下面的討論均以相移元件為電容器C,且結構為(a)所示結構型式。

  將厚度相同的兩枚壓電晶片TR1和TR2按相同極化方向用導電材料粘接構成復合型振子。為分析方便起見,設輻射面為輕負載,作用于各壓電振子的激勵電壓,分別為U71和且IU711=IU72L基本工作原理是,當Ul與2同相,即1復合型振子將以整體厚度(兩枚壓電晶片的總厚度)所決定的半波長共振頻率(。5/),以及奇次諧波的基本振動模式振動,如/)所示。此時,雙層壓電結構超聲波傳感器的插入損失的頻率特性如(b)所示。

  歸一化頻率C(b>插入損失頻率特性與U72同相時基本振動模式與插入損失頻率特性注:歸一化頻率=w/w.(下同)子將一枚壓電晶片的厚度所決定的半波長共振頻率(/0)為基本模式振動,如(a)所示。此時雙層壓電結構超聲波傳感器插入損失的頻率特性如(b)所示。

  若兩枚壓電晶片的激勵電壓與2的相位連續變化時,那么就有可能使雙層壓電結構超聲波傳感器呈現所示的插入損失頻率特性,即輻射面為輕負載時,呈三頻特性,如實線所示特性曲線而對重負載,貝隉寬頻特性,如虛線所示特性曲線。

  為了使作用于雙層壓電結構超聲波傳感器復合振子的激勵電壓和之間的相位及幅值連續變化,在復合振子其中一枚壓電晶片的電端并入適當容量的移相電容器即可實現對雙層壓電結構超聲波傳fm U,與2相位連續變化時傳感器插入損失的頻率特性器頻率特性的控制,獲得寬帶特性。

  3傳感器制作中的問題雙層壓電結構超聲波傳感器的制作過程中,壓電晶片和粘接材料的選擇以及粘接層厚度的控制等是必須引起重視的問題。

  3.1壓電晶片的選擇選擇性能參數接近的壓電晶片并進行配對,對研制雙層壓電結構超聲波傳感器且獲取寬頻特性是必要的。在實際操作中,需要對壓電晶片進行測試和挑選,使配對的兩枚壓電晶片的共振頻率、阻抗頻率特性以及機電耦合常數等盡可能接近。

  3.2粘接材料的選擇粘接材料直接影響所制作的傳感器是否具有寬頻高效的性能,理想的粘接材料應具備以下條件:(1)具有良好的導電和透聲性能,粒度??;(2)粘接可靠,不產生脫粘,無毒,無腐蝕,易于操作。

  首先選用了國產導電環氧樹脂進行粘接試驗,測試結果不理想,后使用低熔點焊錫作為粘接材料,用這種粘接材料粘接壓電晶片制成的雙層壓電結構超聲波傳感器,經測試其插入損失,這種結構型式的超聲波傳感器確實具有寬帶高效的性能。

  3.3粘接層厚度的影響及控制傳感器插入損失頻率特性的理論計算與測試結舒乃秋,毛慧和,劉敏,等。多層壓電結構超聲波傳感器的計算方法。武漢水利電力大學學報,199831(1)舒乃秋(1954―)男湖南黃岡市人武漢水利電力大學電力系教授,碩士1990年日本東北大學研修主要從事傳感器技術方面的研究

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