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多层超声压电传感器的计算方法

多层超声压电传感器的计算方法*舒乃秋刘敏毛慧和徐登华(水利水电科学研究所)摘要系统地介绍了研究多层超声压电传感器中所采用的计算方法.并结合实例对传感器插入损失和阻抗频率特性进行了计算,计算结果与实测结果吻合较好.关键词多层;超声波;传感器;计算中图法分类号TB552为了获得宽频(或多频)超声波传感器,笔者研究了一种多层压电结构超声波传感器[1].这种结构形式的超声波传感器由两枚或两枚以上的压电晶片按相同(或相反)极化方向用导电环氧树脂粘接,并在其中一层压电晶片的电端串入或并入适当容量的电容(即电端加权)而构成.借助于电容的移相作用,改变作用于各压电层激励电压的幅值和相位,实现对多层超声压电传感器频率特性的控制.理论计算和实测结果都表明,这种传感器对轻负载(如水等液体媒质)呈现良好的三频特性,而对重负载(如溶融石英等固体媒质)则呈宽频特性.本文将介绍计算这种超声波传感器插入损失、阻抗频率特性的等效电路以及理论计算方法.1多层超声压...  (本文共4页) 阅读全文>>

《宇航计测技术》1985年04期
宇航计测技术

关于压电传感器磁灵敏度的探讨

一、前 言 如在交变磁场环境中进行振动测量,磁灵敏度数值是具有实际意义的。它的大小表征了交变磁场对压电传感器工作产生的不利影响所引起的传感器虚假输出,它将直接影响到测量结果的真实性。 磁灵敏度是反映压电传感器对交变磁场敏感程度的一项指标,它是指传感器(以压电加速度计为例)在无振动的情况下,处于一定频率(50Hz)一定强度的交变磁场中,传感器的输出信号以单位磁场强度引起的等效g来表示(或以每特斯拉引起的等效g表示),称之为磁灵敏度。 二、影响压电传感 器磁灵敏度的因素 为了要研制对磁场环境不敏感的传感器,弄清引起磁灵敏度的机理是有意义的。 压电传感器在交变磁场中工作,使压电传感器产生磁灵敏度的因素,可以认为大致有三个方面: 1.铁磁元件的磁致伸缩。 压电元件类似于铁磁材料,在外磁场作用下各电畴之间的界限发生移动,因而产生机械变形,称之为磁致伸缩现象。在变形过程中,伴随着电荷产生是形成磁灵敏度的因素之一。 2.电磁电动势的影响: 输...  (本文共3页) 阅读全文>>

济南大学
济南大学

水泥压电传感器信号分析处理系统的研究与开发

水泥基压电传感器与传统的压电传感器相比具有诸多优势。水泥基压电传感器与混凝土材料具有较好的相容性的优点,具备较好的耐久性,较强的抗干扰能力,较高的强度,较快的响应速度,辅助设备少,制作工艺简单,造价低廉等优点,为其在工程实践中的广泛应用打下良好的基础,具有较好的应用前景。本论文首先介绍了水泥基压电传感器的特点以及应用现状,分析了水泥基压电传感器的优点、称重原理等,然后介绍了针对本工程设计的数据采集系统的软硬件组成。着重分析了水泥基压电传感器在几种典型工程领域中的应用,讨论了水泥基压电传感器信号的采集、预处理、传输的实现方法。并且对常用的几种数据处理方法进行了详细的对比分析。在此基础上,以水泥基压电传感器的动态称重及车速测量为主要研究内容,重点分析了动态称重数据处理的算法,进行了大量的试验验证,最后实现了一个基于水泥基压电传感器的应用研究平台。本信号分析处理系统主要由上位机和下位机两部分组成,上位机由计算机和数据采集处理软件组成,...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电子科技》2016年12期
电子科技

基于压电传感器的管道超声导波模拟技术研究

超声导波由于其检测效率高的特点成为无损检测中使用较广泛检测方法。运用ANSYS软件对管道中导波进行数值分析,可研究导波对各类缺陷的检测能力,为试验研究提供理论支持。对管道中的导波进行数值分析时,为了激励纵向模态导波,通常在管道的端面加载位移载荷[1-6],提取节点的位移曲线做为接收信号。谭冰芯[1]等和董为荣[2]等分别运用L(0,2)和T(0,1)模态导波对管道表面不同尺寸的腐蚀缺陷进行了研究。孙广开[3]等运用L(0,2)和T(0,1)模态导波研究了管道中的切槽缺陷。从明[7]等在管道外表面加载位移载荷,并成功接收到了管道端面回波,检测出管道中的刻槽缺陷。ZhuWenhao[8]利用有限元法(FEM)模拟研究了利用将梳状换能器各环激励时间延迟方法在中空管道外壁加载,在激励特定模态导波时,位于管道外壁及内壁处的腐蚀缺陷对超声导波具有反射特性。试验环境下运用压电传感器激励和接收管道中的导波[9-11],为了使数值模拟条件更加接近...  (本文共4页) 阅读全文>>

《工业仪表与自动化装置》2017年01期
工业仪表与自动化装置

基于PVDF压电传感器的高压输电塔健康监测研究

0引言生活中,电力设施不可或缺,电力传输的关键在于高压输电塔的良好运行。实际生活中常常存在一些未知因素使电力设施遭到损坏,造成不可估量的损失,因此对高压输电塔进行检测非常必要,但是每个高压输电塔的位置和所处环境不同,给维护和检测带来很多的不便[1]。将控制系统和传感驱动元件集成在基体材料的内部,形成材料结构系统,称为智能材料结构系统[2]。在自动控制领域中,智能材料是比较热门的一个研究方向。在智能传感材料中,聚偏氟乙烯PVDF(Polyvinylidene Fluoride)压电薄膜是比较理想的传感材料[3]。PVDF压电薄膜很轻巧,容易被安置在被测物体的表面[4],对被测物体的力学特性几乎没有影响。PVDF压电薄膜具有优异的相容性、高灵敏性、高机械强度和化学稳定性,可以为金属健康监测提供一种可靠的手段[6]。该文设计的PVDF传感器,安置在高压输电塔的易疲劳点上进行检测,从它受激励后的振动量能得到高压输电塔的固有频率,对比振动...  (本文共4页) 阅读全文>>

《职业与健康》2016年04期
职业与健康

用串联压电传感器测定水中邻苯二甲酸酯的方法研究

随着工业的发展,各种有毒有害物质正源源不断地进入我们的生活,通过环境进入人体,对人体健康造成急慢性损害。邻苯二甲酸酯(PAEs)是环境激素类物质中一类化合物,它主要用作增塑剂,国内外有很多报道在大气、土壤、饮用水中检测到PAEs,因而PAEs已成为全球性最为普遍的一类有机污染物,国外已称其为“第2个全球性的多氯联苯(PCB)污染物”[1]。我国也已将PAEs列入优先控制物黑名单中[2]。它作为一种环境内分泌干扰物能改变机体内分泌功能,并对机体及后代或(亚)种群产生有害效应[3]。目前,PAEs在全球主要工业国的生态环境中已达到了普遍检出的程度[4]。其测定PAEs的方法有高效液相色谱法(HPLC)[5]、高效液相色谱-串联质谱法[6]、固相萃取-气相色谱法[7],渗透凝胶-液相色谱法[8]等,以上方法存在仪器设备昂贵、操作复杂等缺点。压电传感器具有仪器装置简单、分析速度快等特点,已经用于环境监测等多个领域中[9-11]。我们拟用...  (本文共3页) 阅读全文>>