透镜式聚焦压电换能器超声功率测试分析

从声学原理出发推导了作用于锥面反射靶的超声功率和辐射压力之间的关系,在此基础上设计了一种新型超声功率计,该超声功率计采用反射靶加吸收靶的结构形式,避免了反射声束之间的相互干扰.用校正螺母对该功率计进行了校准和误差分析,并采用3个不同角度的反射靶对该声功率计进行了验证.理论分析和实验表明:在0~200W的测量范围内,采用3个不同角度的反射靶测量结果基本吻合,最大相对误差为10%左右;被测量的透镜式聚焦压电换能器的电功率、声功率随着驱动电压的升高而增大,且声功率增加逐渐变缓,呈一定的非线性.     

压电换能器功率输出自动调节特征研究

为了研究换能器的工作安全性能、提高换能器的系统效率,根据压电换能器的工作原理,利用等效电路方法,分析了压电换能器在并联谐振频率附近工作时的频率特性,得出了在并联谐振频率附近的功率输出自动调节规律,应用该规律探讨了功率输出自动调节的频率范围,并对超声清洗换能器在不同负载时的功率输出进行了实验。结果表明:换能器在并联谐振频率附近工作时具有较好的功率输出自动调节功能,对提高换能器的系统效率有一定指导意义。     

压电换能器的声非线性

通过对输入回路中的电流进行谐波分析,得到了在不同输入信号电压下的非线性信号强度,并以此来表征压电换能器本身振动非线性的大小。     

压电换能器导纳圆图的测定

分析了压电换能器的等效电路，通过对压电换能器导纳圆图的测定求出等效电路的各参数。     

压电换能器在海洋工程中的应用

简要介绍了声纳的原理及其换能器振动模式，旁视声纳换能器设计的特殊问题，换能器最佳频率的选择、换能器指向性、换能器乘积阵理论和结构以及换能器在海洋工程中的应用     

压电换能器与匹配电感的耦合振荡

从耦合振荡的角度,讨论了压电换能器与匹配电感之间的关系及其对换能器谐振特性的影响．结果表明,换能器的实际工作频率不仅取决于自身谐振频率,而且与它和匹配电感的耦合状态有关．确定工作频率,应将系统工作效率当作一个重要因素加以考虑     

压电陶瓷圆片弯曲振动换能器理论和实验

导出了在边缘简支下压电陶瓷圆片弯曲振动位移响应，给出谐振频率，输入导纳，发射功率响应和接收灵敏度响应，所得理论结果得到了实验测量的支持。     

压电换能器与匹配电感的耦合振荡

从耦合振荡的角度,讨论了压电换能器与匹配电感之间的关系及其对换能器谐振特性的影响。     

压电陶瓷换能器在超声波测距仪中的应用

文章介绍了超声波测距的原理,论述了超声波测距仪的主要部件——压电陶瓷换能器的结构设计。证实将振子设计成压电陶瓷和金属片的矩形粘合片的形式,可实现与空气声阻抗良好的匹配。并当谐振频率为36kHz时,弯曲振动模式产生的超声场呈扇形,使所发射的超声波在空气中的传播效率较高,满足了仪器对检测范围、精度和灵敏度的要求。     

强功率压电超声聚能器研究

介绍梭棒式压电换能器结构及用该换能器串连合成的聚能实验。该系统频率为19.2kHz,电功率容量在2700W以下时,其电声效率可达到0.99。     

压电式传感器的特性分析

通过压电式传感器与电感式传感器的特性对比，得出压电式传感器的电压衰减所引起的误差是压电式粗糙度测量仪一般只能提供被测表面单参数值的模式，而不能提供被测表面的轮廓曲线的主要原因。要完善压电式粗糙测量仪的特性并扩大其使用范围，应选择电压衰减小的压电式传感器，并合理设计压电式粗糙度测量仪系统和配置方案。     

基于Maxwell的压电换能器激励变压器设计

针对声波测井相控换能器阵激励要求,详细介绍了基于电磁有限元软件Maxwell的激励变压器设计过程,分析了变压器初级和次级绕组匝数对激励脉冲幅度和宽度的影响规律。根据数值模拟结果绕制了变压器并进行了激励试验,实际激励波形与仿真波形有很好的一致性。     

提高压电式传感器应用特性的方法研究

推导出压电式传感器的传递函数。给出了幅频特性和相频特性曲线,证实了改善此传感器应用特性的方法。     

基于流变介质声阻尼的质量流量测量新方法

介绍基于流变介质声阻尼的质量流量测量新方法的原理、测量装置的基本结构和数学模型．研究分析表明，选取一定的机电系统结构和振动模式，可以产生与密度、流速及质量流量有关的声振动阻尼；利用机电换能原理，从电驱动端能获得确定性信号，从而形成质量流量和混相流体多参数综合测量的新方法     

超声液位传感器有限元模型及其声学特性分析

运用ANSYS有限元软件建立超声液位传感器有限元模型,利用其谐波响应、瞬态响应分析技术分析了超声液位传感器声学特性．阐明了超声液位传感器声学特性分析的有限元理论,给出了建模过程若干关键问题的解决方法．研究了保护膜厚度、材料及压电元件的电学品质因数对传感器声学特性的影响,并通过实验验证了谐振频率和最大发射电压响应的仿真计算结果的合理性．由此可见,所建立的分析模型可较准确地对超声液位传感器的声学特性进行仿真模拟,为该传感器的优化设计提供了一种有效的方法．     

超磁致伸缩换能器的声辐射特性

对超磁致伸缩大功率换能器的声辐射振动特性进行了理论分析与实验研究,将在一定预压应力下处于阶跃段的磁致伸缩棒简化为磁场强度与磁致伸缩应变的单输入单输出的线性系统·以静态试验数据为基础,建立等效的动态磁致伸缩模型·对指数形变幅杆的设计进行了理论分析和讨论,着重计算与设计了相关的振速分布、应力分布、振幅放大系数及节面位置等参数,测试中发现超磁致伸缩换能器频率范围较宽·试验得到了影响换能器发射声波主频率和最大振幅的若干参数·提高换能器的电声转换效率,增大换能器的发射功率的有效途径是选择合理辐射面质量和配重质量之间的比值,使能量流向辐射面一侧·所得结果可以为进一步优化超磁致伸缩换能器提供设计参考·     

管形径向复合压电陶瓷超声换能器

对一种圆管形径向复合压电陶瓷超声换能器径向振动特性进行研究.该换能器由径向极化薄壁压电陶瓷短圆管与薄壁金属短圆管径向复合而成.基于弹性力学理论和机电类比原理,建立了换能器径向振动机电类比等效电路,并推导出其径向共振频率、反共振频率方程及有效机电耦合系数的解析式.实验加工了一些径向复合换能器样品,并对其径向共振频率及有效机电耦合系数进行了测试.结果表明,理论与实验测试结果相吻合.     

基于叉指换能器逆压电效应的激光检测新方法

使用激光在晶体表面激发的声表面波,尝试根据叉指换能器的逆压电效应来探测激光,从而实现声场的变化反演激光照射情况。在讨论激光照射对铌酸锂晶体中声表面波传播特性造成的影响时,建立了点状激光照射的热弹理论模型,首先排除环境温度整体变化的影响,证明了光对声场的影响和照射晶体内部温度梯度的变化有关;然后设计13MHz为中心频率的叉指换能器,从模拟与实验效果对比来看,由激光激发的声表面波影响了原叉指激发波的频率,13MHz及周围频率时的声压变化明显,中心频率迁移到15MHz,声压值波动衰减,从而反演激光的存在;通过理论和实验分析证明了声场检测激光的可行性,可以开拓性地将叉指换能器作为特殊传感器,可用于激光窃听等特场合。     

基于扩展BVD模型的压电换能器电匹配研究

针对提高无损检测压电换能器灵敏度问题,提出了一种电阻抗匹配网络的设计方法。首先通过压电换能器电导纳实验曲线建立压电超声换能器的BVD模型等效电路。根据压电换能器电导纳的实验值对所建立的等效电路进行参数识别,确定等效电路各元件的值;并对参数识别的结果进行理论验证。同时与实验结果进行比对,吻合较好,表明该参数识别的方法可信度较高。在建立等效电路的基础上,采用Smith圆图,基于电匹配理论,设计压电换能器匹配电路;并对匹配后的压电换能器进行理论分析和实验验证。结果表明该匹配电路可将压电换能器的灵敏度提高约三倍。