Рэжым радыяльнай вібрацыі ультрагукавога пераўтваральніка

Мадэляванне і эксперымент ультрагукавога пераўтваральніка ў паветраным асяроддзі, дыяпазон частот ультрагукавой датчык, як правіла, вузкі, што непасрэдна ўплывае на яго эфектыўнасць выяўлення высакахуткасных рухаюцца мэтаў. Для таго, каб вырашыць вузкую паласу ультрагукавога датчыка, мікрамініяцюрны пераўтваральнік можа быць выкарыстаны ў якасці дапаможнага прыёмніка ў камбінаваным ультрагукавым датчыку, каб пашырыць паласу прыёму камбінаванага датчыка. Датчык - гэта тып металічнага п'езаэлектрычнага кампазітнага пераўтваральніка пры выгіне, які складаецца з дзвюх металічных тонкіх абалонак тонкай формы, размешчаных паміж п'езаэлектрычнай керамічнай пласцінай (п'езаэлектрычным вібратарам), палярызаванай па таўшчыні. Пад узбуджаннем пераменнага электрычнага поля ультрагукавой частаты расцягваючыя ваганні п'езаэлектрычнага вібратара з высокім імпедансам і малым радыусам пераўтвараюцца ў зрушэнне тонкай металічнай абалонкі з нізкім імпедансам па вялікай восі, і ультрагукавая хваля выпраменьваецца ў паветранае асяроддзе. І наадварот, калі ультрагукавыя хвалі ўздзейнічаюць на пераўтваральнік, тонкая металічная абалонка дэфармуецца, што прымушае п'езаэлектрычны вібратар падвяргацца радыяльнай расцягвальнай вібрацыі і ствараць пераменны зарад паміж двума электродамі. Гэта асноўны прынцып працы пераўтваральніка як ультрагукавога генератара і прымача. Ён вельмі падыходзіць для вырабу мікрааб'ёмнага прывада з невялікім аб'ёмам, лёгкім вагам, вялікім ходам і мікрамалым ультрагукавым прыёмнікам з больш нізкай рэзананснай частатой. Ўплыў матэрыялу і структурных параметраў Ультрагукавой датчык адлегласці на яго радыяльных і падоўжных рэжымах вібрацыі з'яўляецца неабходным умовай для распрацоўкі і вырабу датчыка.

Рэжым радыяльнай вібрацыі пераўтваральніка

Рэжым радыяльнай вібрацыі Ультрагукавой датчык далёкамеру цесна звязаны з прыкладзеным электрычным полем ўзбуджэння, матэрыял і структурныя параметры п'езаэлектрычнага вібратара паміж імі атрыманы ніжэй. П'езаэлектрычны вібратар палярызаваны ўздоўж напрамку восі Z (г.зн. восевага напрамку), яго радыус Ro, а яго таўшчыня ho; ніжняя частка ралі мае форму кольца, яе знешні дыяметр Ro, а ўнутраны дыяметр R, пры ўмове, што пераменнае п'езаэлектрычнае поле прыкладзена да дзвюх круглых плоскасцей вібратара, і вектар напружання T і вектар напружанасці электрычнага поля E з'яўляюцца незалежнымі зменнымі, а вектар дэфармацыі S і вектар электрычнага зрушэння D з'яўляюцца залежнымі зменнымі, тады цыліндрычныя каардынаты ((r, 8, z) Форма п'езаэлектрычнага ўраўнення можа быць выяўлена, дзе s - гэта пругкая пастаянная матрыца п'езаэлектрычнага матэрыялу ва ўмовах пастаяннага электрычнага поля, d - гэта матрыца пастаяннай п'езаэлектрычнай дэфармацыі, а T - гэта матрыца свабоднай дыэлектрычнай пранікальнасці п'езаэлектрычнага матэрыялу composite.it - восевая рэзанансная частата пераўтваральніка.

Паколькі вышыня H корпуса невялікая, то ёсць нармальная вібрацыя Ультрагукавы датчык вымярэння адлегласці можа быць вывучаны прыблізна ў адпаведнасці з сіметрычнай вібрацыяй круглай тонкай пласціны, заціснутай перыферыяй. Вядома, што круглая тонкая пласціна з радыусам R сіметрычная адносна восі Z, а нагрузка, прыкладзеная да яе мяжы, таксама сіметрычная адносна восі Z, таму пругкая выгнутая паверхня тонкай пласціны павінна быць сіметрычнай адносна восі Z. Такім чынам, аналіз свабоднай вібрацыі тонкай пласціны ў палярнай сістэме каардынат можа спрасціць гэтую праблему. Няхай адхіленне круглай тонкай пласціны ў любы момант t падчас працэсу вібрацыі. Тады можна выказаць дыферэнцыяльнае ўраўненне свабоднай вібрацыі, якое апісвае перыферыйны сэндвіч-тып.

Ультрагукавы пераўтваральнік далёкага радыусу дзеяння

Ультрагукавы пераўтваральнік з фізічнымі ўласцівасцямі