Anvendelse af piezoelektrisk keramisk transducer i Ultrasonic Range Finder

I de sidste 20 år, piezoelektriske keramiske transducere har udviklet sig hurtigt i ind- og udland. På grund af sin enkle produktion, lave omkostninger og gode stabilitet er den blevet meget brugt inden for elektronik, lys, varme og akustik og har en bred udvikling. udsigt. Ultralydstransducere lavet af piezoelektrisk keramik kan producere ultralydsbølger med god retningsbestemmelse. De er ideelle til måling af parametre som hastighed og distance og kan arbejde stabilt og pålideligt selv under barske miljøforhold.

Piezoelektriske ultralydstransducere er lavet ved hjælp af den piezoelektriske effekt af piezoelektriske materialer. Det polariserede piezoelektriske materiale gennemgår mekanisk deformation under påvirkning af et påført elektrisk felt. Dette kaldes den omvendte piezoelektriske effekt. Omvendt genererer den mekaniske deformation af det piezoelektriske materiale også en spænding, som kaldes den positive piezoelektriske effekt. Ved at bruge den omvendte piezoelektriske effekt kan højfrekvente spænding omdannes til højfrekvente mekaniske vibrationer for at generere ultralydsbølger; den positive piezoelektriske effekt kan også bruges til at konvertere den modtagne ultralydsvibration til et elektrisk signal. Sådan fungerer ultralydstransduceren. En afstandsmålertransducer kan betragtes som et fireterminalt netværk J med en elektrisk ende og en mekanisk ende. Kraften F og hastigheden af ​​den mekaniske ende, spændingen og strømmen af ​​den elektriske terminal er lineære med hinanden, hvor z er en konstant spænding (eller den elektriske impedans af en elektrisk kortslutning; den elektriske ledningsevne ved en konstant hastighed; A kaldes kraftfaktoren, og disse parametre er generelt en funktion af frekvensen.

Udvælgelse af piezoelektriske materialer

Piezoelektriske materialer til fremstilling af ultralydssensortransducere omfatter piezoelektriske enkeltkrystaller, polykrystallinsk piezoelektrisk keramik, piezoelektriske højpolymerer og piezoelektriske kompositmaterialer. Blandt dem har bly zirconate titanat piezoelektrisk keramik fordelene ved høj mekanisk styrke, temperatur- og fugtighedsbestandighed, lave omkostninger og god elektromekanisk koblingseffekt og er blevet meget brugt i ultralydstransducere. Ultralydstransduceren i ultralydsafstandsmåleren bruger bly zirconate titanat piezoelektrisk keramik som vibratormateriale.