Ultralydstransducerkredsløbsdesignprincip

En ultralydstransducer er en energikonverteringsenhed, der er nødvendig for at generere ultralydsbølger, og omdanner energien fra ultralyds elektromagnetiske oscillationer til lydbølger. Det er en ultralydstransducer, også kendt som en horntransducer, som er kendetegnet ved let vægt, lille størrelse og høj energi. På figuren er 1 et metalfrontdæksel, 2 er en elektrodetråd, 3 er en piezoelektrisk keramisk plade, 4 er et metalbagdæksel, og 5 er en formonteringsskrue.

De piezoelektriske keramiske plader af hver tilstødende to plader er polariseret i modsatte retninger, og antallet af wafers er et lige tal, således at de forreste og bageste metaldækplader er forbundet til elektroderne med samme polaritet, ellers er en isolerende pakning indskudt mellem den forreste og bageste dækplade og waferen. Mellem de to wafere er et tyndt stykke messing (tykkelse mindre end 0,1 mm) sædvanligvis klemt mellem waferen og metaldækslet som en loddeelektrodeledning; waferen, elektrodekobberet, metalstøtten og metalfor- og bagdækslet er stærkt brugt. Limede, forspændte skruer kan spændes før eller efter hærdning af epoxyen. Da trykspændingen af ​​piezoelektrisk keramik er meget større end trykspændingen; det cementerede lag ødelægges også let under strækstadiet under stor amplitude, så præsupplementskruen bruges til at sætte waferen og den limende del af vibratoren under tryk. For at sikre sikker drift af enheden. Mængden af ​​påført forspænding skal kontrolleres korrekt. I fremtiden vil den kompakte pasform kræve en skiveformet fjederskive og skive mellem den forspændte skrue og dækslet. Derudover har den forspændte skrue en lille effekt på resonansfrekvensen, og den elektroakustiske konverteringseffektivitet ændres ikke. Den maksimale effekt af ultralydsrensertransducer , der kan absorberes og multipliceres, og transducerens hovedfunktioner er som følger:

1, vibrator

De piezoelektrisk keramisk materiale kaldes et elektroakustisk konverteringselement. For en halvbølgelængdeoscillator, når den vibrerer, er amplituden af ​​begge ender størst, og der er en sektion med en vibrationshastighed på nul i midten, som bliver til et knudeplan, og positionen af ​​knudeplanet. Tætheden, den akustiske forbindelse og størrelsen af ​​bagcoveret og waferstakken varierer. Sektionspladen placeres i sektionspositionen for at fiksere vibratoren og betragte transducerstrukturen som en helhed. Hvis en ultralydsspænding er den samme, tilføres vibratorens naturlige frekvens til vibratorelektroden, og vibratoren vibrerer i forhold til amplituden af ​​spændingen, skubbes den langsgående bevægelse af de to metaldækplader for at udbrede ultralydsenergien.

2, hastighedsdæksel for og bag

Metalfrontcoveret er lavet af letmetal såsom hård aluminium eller magnesiumlegering, og bagcover er lavet af stål eller messing tungmetal for at få frontcoveret til at producere en forskydning meget større end bagcoveret. Ifølge loven om bevarelse af momentum og transducerens arbejdsprincip kan det ses, at momentum på begge sider af sektionspladen er ens og modsat i retning, og bevægelseshastigheden er omvendt proportional med tætheden. Aluminium bruges som frontdæksel, og stål bruges som bagdæksel, og forskydningsforholdet er omkring tre til en. I dette tilfælde er letmetaloverfladeforskydningen stor, og en stor del af vibrationsenergien, der er lagret i vibratoren, kan udstråles.Lettemetalfrontdækslet er designet til at blive flaret, så det matcher det hårde aluminium (vægtfylde 27) og vand (vægtfylde 1) for at lette retningsbestemt transmission af ultralydsenergi.

Ultralydsgeneratoren er en ultralydsfrekvens elektronisk oscillator. Når ultralydsfrekvensen genereret af oscillatoren påføres piezo ringe transducer af ultralydstransduceren, det piezoelektriske keramiske element genererer langsgående vibration under påvirkning af et elektrisk felt. Når det piezoelektriske element er ultralydsoscilleret, ser det ud til at være et lille stempel med en lille amplitude på omkring 1~10-20μm, men accelerationen af ​​denne vibration er meget stor, hvilket er 10~103 gange tyngdeaccelerationen, så den elektromagnetiske oscillerende energi omdannes til en vibrationsspecifik energi, denne enorme energi bevæger sig.

3, ultralydsoscillator (drevkredsløb)