Fyzický obrázek piezoelektrického kotoučového měniče navrženého a vyrobeného. Aby se omezil vliv vícecestného šumu, při použití výše zmíněné Fresnelovy zóny zvukového pole je ultrazvukový měnič o něco výše než vyzařovací povrch (nebo akustické okno) piezoelektrického měniče, aby blokoval okolí před cílem. Nepořádek se od objektu odrážel. Experimenty ukázaly, že toto měření může snížit interferenci rušení odráženou od objektů v okolí cíle. Měřicí charakteristiky ultrazvukových převodníků mají zkušební postup následující: převodník je přerušovaně buzen vysokonapěťovým pulzním napájecím zdrojem a špičkové napětí na převodníku v různých frekvenčních bodech je pozorováno a zaznamenáváno osciloskopem; současně je snímač přerušovaně pozorován a zaznamenáván jako echo signál. Výsledná napěťová špička (nezesílena). Poměr špičkové hodnoty výstupního napětí převodníku ke špičkové hodnotě budícího napětí převodníku při působení budicích signálů různých frekvencí přibližně odráží činitel jakosti nebo pracovní frekvenční pásmo převodníku. Zde je echo ultrazvukový signál odražený zpět od stěny ve vzdálenosti 1 metru od snímače.
Elektromechanické impedanční přizpůsobení ultrazvukového měniče pro hloubku je velmi důležité pro pochopení impedančních charakteristik piezoelektrických měničů. V opačném případě je nemožné použít technologii elektromechanického impedančního přizpůsobení pro návrh ultrazvukových vysílacích obvodů a přijímacích obvodů, což vážně ovlivní výkon ultrazvukových senzorů. Navíc, s ohledem na jednoduchost implementace ultrazvukového vysílacího obvodu, se pulzní transformátor obvykle používá k přímému zesílení nízkofrekvenčního ultrazvukového pulzního signálu. U takových ultrazvukových vysílacích obvodů je to kvůli vysoké frekvenci ultrazvuku.
Ekvivalentní obvod piezoelektrického vibrátoru určuje sériovou rezonanční frekvenci f piezoelektrického vibrátoru ze sériové indukčnosti L a sériové kapacity C v relativně úzkém frekvenčním rozsahu, tj. v frekvenčním bodě kapacitní reaktance Xc ekvivalentní kapacity C a podobně Indukční reaktance XL podvodního akustického měniče má stejnou velikost a opačnou fázi. Proto impedance piezoelektrického vibrátoru}Z{ dosahuje minimální hodnoty, jejíž velikost je určena ekvivalentním odporem R. V blízkosti fr jsou jako ultrazvukové vysílače nejúčinnější piezoelektrické měniče. Ekvivalentní paralelní kapacita Co a indukčnost L a kapacita C společně určují další rezonanční kmitočet piezoelektrického vibrátoru, který se nazývá antirezonanční kmitočet fa, který je o něco vyšší než poměr. Antirezonanční frekvence není v pořádku. Při této frekvenci dosahuje impedance piezoelektrického oscilátoru}Z své maximální hodnoty; v blízkosti dítěte je převodník jako přijímač nejúčinnější. Externí ekvivalentní paralelní kapacity, jako jsou externí kabely, zásuvky a obvody transceiveru piezoelektrického vibrátoru, posunou antirezonanční frekvenci piezoelektrického vibrátoru, ale neovlivní sériovou rezonanční frekvenci. Kromě toho paralelní kapacita Co jako střídavá zátěž sníží amplitudu signálu ozvěny; současně se sníží rezonanční impedance piezoelektrického oscilátoru, takže obvod pro přenos ultrazvuku musí poskytovat větší proudovou hodnotu, aby bylo zajištěno, že bude aplikován na oba konce piezoelektrického vibrátoru. Amplituda napětí odpovídá konstrukčním požadavkům.
Impedance piezoelektrického vibrátoru je v určitém frekvenčním bodě (kromě rezonanční frekvence). Impedanční charakteristiky ultrazvukového snímače hloubky mohou být vyjádřeny jako sériové, paralelní kapacitní nebo indukční ekvivalentní obvody R je sériový odpor a Xs je sériová impedance. ; Rp představuje paralelní odpor a Xp představuje paralelní impedanci. Hodnota rezonanční impedance piezoelektrického oscilátoru R (R=RS=Rp) je jedním z důležitých parametrů piezoelektrických měničů. Pro určení hodnoty R lze použít následující kroky: Způsob zapojení zkušebního přístroje a piezoelektrického vibrátoru, jehož počáteční hodnota potenciometru je 1kS2o. Nastavování frekvence generátoru sinusového signálu, dokud amplituda sinusového signálu zobrazeného osciloskopem neukáže minimální hodnotu. V tomto okamžiku je frekvence generátoru signálu blízká frekvenci piezoelektrického měniče. pracovní frekvence. Odpojte svorku piezoelektrického vibrátoru a nastavte odpor potenciometru na 0 (zkrat), abyste zaznamenali amplitudu signálu zobrazeného osciloskopem. Znovu připojte piezoelektrický vibrátor k testovacímu obvodu a seřiďte odpor potenciometru tak, aby amplituda signálu zobrazovaného osciloskopem byla přesně poloviční než při otevřeném piezoelektrickém vibrátoru. Vyjmutí potenciometru z testovacího obvodu a změření odporu potenciometru multimetrem. Rezonanční impedance piezoelektrického vibrátoru je rovna součtu vnitřního odporu generátoru signálu a odporu potenciometru. Byl testován piezoelektrický diskový měnič. Rezonanční frekvence měniče byla 24,5 kHz a rezonanční odpor byl asi 475 SZo. Impedanční přizpůsobení přijímacího ultrazvukového snímače hloubky ech zvuku je v přijímacím obvodu. Je určen k použití vysokoimpedančního předzesilovače, jehož impedance je mnohem větší než rezonanční impedance R měniče. Proto může být předzesilovač přímo transdukován
Hubei Hannas Tech Co., Ltd je profesionální výrobce piezoelektrické keramiky a ultrazvukových měničů, který se věnuje ultrazvukové technologii a průmyslovým aplikacím.
