分享到:

可调频率压电换能器原理

一、引 言 在文献[l],[2]中,我们讨论了电负载对压电振动系统振动特性的影响.我们看到,随着电负载的连续改变,压电振动系统的谐振频率将连续地大范围变化,甚至原则上说,如果考虑泛音振动,谐振频率将可以由零变化到无穷大.那么由此我们自然可以引伸想到,用改变电端负载的办法,通过压电耦合,是否可以实现压电换能器的频率调节.这正是本文所要研究的可调频率压电换能器原理. 在本工作中。我们将典型地分析夹心式结构可调频率压电换能器,来阐明“压电调节频率”原理.夹心换能器的一部分是用来作为电激励声的“工作部分”,另一部分是电端接上抗性负载,通过改变电负载,来改变整个换能器的谐振频率的“调节频率部分”.我们将分析两种夹心换能器:一种是侧向加电场、作纵向振动2另一种是纵向加电场、作纵向振动. 我们对一种纵向加电场、作纵向振动的夹心式压电换能器,进行了压电调节频率实验研究,与理论分析比较. 在分析和实验中,不仅讨论换能器谐振工作频率随电负载的变化....  (本文共8页) 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

基于碳纳米管薄膜热声光声特性及蜃景效应的理论研究和数值分析

1.热声技术的发展现在广泛使用的扬声器是由连着锥形纸盆的刚性结构,能够沿着永磁体中心圆柱形空隙作轴向振动的音圈以及其它辅助支撑系统构成。当一个音频电流作用于音圈,则产生一个可变电磁场。这个可变电磁场与永磁体的磁场相互作用会产生驱动力使音圈按照音频电流的输入频率振动,从而复原原始音频信号。然而,基于动态机械驱动的传统扬声器的频率特性是欠优的。这种扬声器的响应频率带宽相对较窄,因此很难调整它们的频率范围。响应频带宽度是受最大响应频率所制约的,因而会受扬声器的尺寸所限制。其他类型的扬声器有压电扬声器[3,4]和静电扬声器[5-7]。压电扬声器的频响特性也是受到限制的,这点和动态机械驱动的扬声器一样。自从Hanna[5]首次介绍静电扬声器的概念已经经历了80多年,由于其存在固有的缺陷,所以静电扬声器并没有受到过多的关注。事实上,静电扬声器的隔膜偏移是非常有限,所以要到达到较高的声压输出和效率转换,作用到静电扬声器的电压必须非常高,从而增...  (本文共196页) 本文目录 | 阅读全文>>

《国外计量》1983年05期
国外计量

用频谱法校准压电换能器

压电换能器是超声无损检验的主要元件。为了使测量结果可靠必须知道压电换能器频率振幅的特性,其误差不大于10~2。%,通常用频谱法获得这种特性“’2’。测量压电换能器频率振幅特性的示意图如图la所示。图中:1一短视频脉冲发生器;2一压电换能器;3一水槽;4一反射体;5一选频线路;6一频谱分析器。发生器是用短视频脉冲来激励压图1电换能器的,其重复周期应大于超声波信号从压电换能器到反射体返回所经过的时间。由于压电效应,使电振荡变为超声,并传向反射体。反射的回波信号被这个压电换能器所接收。当探测信号被抑制时,选频线路就选出反射信号。接人选频线路输出端的频谱分析器就可测得被校压电换能器的频率振幅特性。 由于下面的原因这样的测量准确度不高:第一,除有用的回波信号外,还有多余的(通过选频线路时漏记的)探测脉冲信号以干扰形式进人频谱分析器的输人端。第二,由于线路各元件不同,在选频线路《窗口》的前沿或后沿形成了暂短的脉冲,同样以干扰形式进入频谱分析...  (本文共2页) 阅读全文>>

《无损检测》1985年03期
无损检测

超声波干接触压电换能器

在超声检测中,为了使超声波能有效地六谢到被检材料内,传统的方法是在探头和被检零件之间添加诸如机油、甘油、油脂、水玻璃、水等液体作为祸合剂。这种湿藕合法在实际应用中存在一些缺点,比如增加了超声检测的工艺程序,难以实现机械化或半机械化超声检测.其次,藕合剂易污染试验场所和被检零件,以及弄脏检测人员的衣服、手和设备,特别是对于不允许有任何污染的零件时,则更存在难以克服的困难.此外,湿藕合法辊合程度的好坏还将影响超声检测的探测灵敏度,使对检测出来的缺陷难以作出正确的判断.这层膜不但导声性能好,能使换能器的声阻抗得到正确匹配,而且很容易发生形变,使超声波有效地传播到被检材料中去。此外,导声膜不仅可以起到藕合剂的作用,而且可以起到保护膜的作用。所以在制做干接触纵波换能器时,由于导声膜能防止晶片的磨耗损坏,就不需在晶片前面再加装金属、陶瓷、尼龙或其他材料作保护膜. 一、千接触压电换能餐的构造及工作原理 我们研制的干接触压电换能器计有(a)纵波...  (本文共5页) 阅读全文>>

《声学技术》2005年04期
声学技术

《压电换能器和换能器阵》(修订版)出版发行

由栾桂冬、张金铎、王仁乾编著的《压电换能器和换能器阵》(修订版)一书,已于近期由北京大学出版社出版发行。1990年出版的《压电换能器和换能器阵》(上、下册),曾作为北京大学声学专业高年级本科生和研究生的教材,并被不少兄弟院校和研究所列为相关专业研究生的教材或主要参考书,也被从事换能器和换能器阵研制的工程技术人员作为参考书。全书内容由浅入深,结构严谨,文字流畅,注重系统性、科学性、实用性,...  (本文共1页) 阅读全文>>

《南京大学学报(自然科学版)》1980年40期
南京大学学报(自然科学版)

压电换能器的声非线性

引言近几十年来,在超声成像、声参量阵、无损检测、声电子器件等涉及大振幅换能器应用的许多领域中,非线性效应理论和应用受到了广泛的重视.在大多数的声学非线性效应实验研究中,其关键是精确地测量媒质非线性声信号的大小.由于这一信号本身很小,因此在提高测量精度的同时,必须排除系统本身产生的非线性,包括信号源的非线性和压电换能器的非线性.前者实际上是电非线性,可以用一个高抑制比的滤波器来抑制;而后者则是压电换能器本身振动产生的非线性,属声学系统的非线性,用滤波器无能为力.消除这一有害的非线性量的一种方法是:在设计声学系统时,应采用振动非线性效应较小的压电换能器,使其振动产生的非线性信号相对于被测定的信号可以忽略.因此用简单易行的方法在实验与理论上定量研究压电换能器的振动非线性,在声学非线性测量领域中有着重要的实际意义.我们对常用的压电换能器材料LiNbO3晶体进行了研究.通过测量输入回路中的电流对其进行谐波分析,得到了压电换能器本身振动非线...  (本文共6页) 阅读全文>>

《应用声学》1990年04期
应用声学

向空气中辐射超声波的环形压电换能器

超声压电换能器向空气中辐射超声波的主要缺点是效率低,这是由于压电材料的声阻抗与空气的声阻抗严垂失配(差5个数量级).有两种途径可提高换能器向空气中辐射声波的效率,一是采用多层结构的匹配技术,二是设计高、低声阻抗材料相组合的换能器.作者遵循后一种方法设计并制作了一种新的高效压电换能器.它是将压电圆环埋置在低阻抗的弹性材料(塑料或树脂)中而成的,如图1所示. 侧}。-一}共杯挑舌卜一一一夕夕夕Z才气:全协50图1单环换能器截面图{.习匕上1—·聚抓基甲酸(乙)脂树脂;2—压电陶瓷环; 3—壳体.图3三压电环换能器指向性图,声一189,skH勺 直径(环外径)40mm250kHz202kHz 一4卜.已。,,u, 一8卜l、一12r fl一16卜1 11一20卜l协I一24H一28L--一-司‘一- 140 160 ...  (本文共1页) 阅读全文>>