هيكل محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية الكهرضغطية

ال محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية هو جهاز تحويل ضغط الصوت الكهربائي الذي يمكنه تحويل الطاقة الصوتية السطحية والطاقة الكهربائية. منذ عام 1917، اكتشف العالم الفرنسي بول لانجفان التأثير الكهروضغطي العكسي، فهو يستخدم بلورات الكوارتز كمواد كهرضغطية. تم تطوير أول محول طاقة بالموجات فوق الصوتية كريستال الكوارتز العملي بنجاح عن طريق تثبيت لوحين فولاذيين. على الرغم من أن محول الطاقة قد تم تطويره إلى مجموعة خطوط عناصر متعددة الاهتزاز، ومصفوفة مربعة، ومجموعة محدبة وفقًا لـ عدد عناصر الاهتزاز. كما تطورت المجموعة المرحلية لخصائص شعاع الصوت من النوع الأصلي غير التركيز إلى التركيز الإلكتروني أحادي البعد وثنائي الأبعاد والتركيز الصوتي، وقد تطور الشكل أيضًا إلى مجموعة متنوعة من محولات الطاقة الهندسية، لكن هيكل الوحدة الأساسية لم يتغير بشكل كبير. ويبين الشكل هيكل الأساسية مستشعر الأنبوب الكهرضغطي ، يمكن ملاحظة أن الجزء الأساسي من محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية يتكون.

(2) طبقة المطابقة الصوتية والدعم

يمكن تقسيم المطابقة إلى شبكة مطابقة كهربائية وطبقة مطابقة صوتية ومطابقة المعاوقة. والغرض من ذلك هو زيادة طاقة الخرج لمحول الطاقة، ويجب أن تكون المعاوقة المكافئة في الداخل والخارج قريبة قدر الإمكان أو متساوية. تقليل فقدان الطاقة بسبب عدم التطابق في عملية الانتشار. في الارسال عنصر القرص الكهرضغطي بسبب مقاومة الإدخال. ليس بارتفاع محول الطاقة المتلقي، من أجل نقل أكبر قدر ممكن من الطاقة بالموجات فوق الصوتية إلى الأنسجة، مطلوب كهرباء مطابقة شبكة المعاوقة.

في شبكة المطابقة الكهربائية، بافتراض أن ممانعة محول الطاقة هي غاز والممانعة الكهربائية للمصدر هي غاز، يمكن التعبير عن نسبة المحولات الأولية وفقا للنسبة بين الابتدائي والثانوي للمحول، و مستشعر كهرضغطية للمواد P5A . يتم الحصول على السعة المكافئة لثاني أكسيد الكربون من خلال إيجاد السعة المقابلة لدائرة الضبط، والتي يمكن التعبير عنها كتردد رنين الدائرة المطابق في منتصف محول الطاقة. ومن المعروف أن تردد القلب معروف. في دائرة ضبط RLC، يمكن تحديد محاثة مطابقة مناسبة عن طريق الحساب.

تُعرف طبقة مطابقة المعاوقة الصوتية أيضًا باسم المادة أو الطبقة الواقية لمحول الطاقة، وهي مصممة لتقليل فقدان انعكاس الطاقة الصوتية. تحسين كفاءة نقل الموجات الصوتية. هناك فرق كبير في المعاوقة الصوتية بين مادة بلورية حلقية كهرضغطية ومواد تحميل، من أجل تحسين نقل الموجات الصوتية بين الرقاقة الكهرضغطية والحمل (الأنسجة أو الماء أو العدسة الصوتية). إدخال طبقة المطابقة الصوتية هي الطبقة العليا ذات السماكة المناسبة، والمقاومة الصوتية وخصائص التوهين الصوتي، يعد تحسين حساسية وعرض النطاق الترددي لمحول الطاقة مفيدًا جدًا. إنها طبقة المطابقة الصوتية الشائعة وصوتيات المواد الداعمة.

(3) هياكل أخرى: الأسلاك والغلاف

السلك عبارة عن حامل يجمع المواد الكهرضغطية لتوليد شحنة كهربائية وتوصيل الإشارات الكهربائية. وغالبًا ما تتم مطابقة المعاوقة الكهربائية كهربائيًا أيضًا مولد القرص الكهرضغطي  مادة . لذلك، فإن موصلية المادة لها خصائص كهربائية لها متطلبات معينة. يعمل الغلاف الخارجي كعضو هيكلي لمحول الطاقة ويحدد بشكل عام حجم محول الطاقة النهائي. لذلك، غالبًا ما يتم اختيار السكن وفقًا لمتطلبات التطبيق المختلفة. في بعض التطبيقات الخاصة، غالبًا ما يكون من الضروري تصميم الهيكل الميكانيكي وفقًا لمتطلبات التطبيق. بالإضافة إلى ذلك، يحمي الغلاف الخارجي أيضًا المكونات الداخلية. ولا يقتصر دور التصميم على تصميم هيكل الشكل فحسب، بل أيضًا على خصائص المادة.