Pietsosähköisen keraamisen muuntimen värähtelytilan valinta

 The pietsosähköinen keramiikka värähtelee ulkoisen vaihtuvan sähkökentän vaikutuksesta virittääkseen ultraääniaaltoja. Pietsosähköisen keramiikan yleisiä värähtelymuotoja ovat venytysvärähtely, taivutusvärähtely ja leikkausvärinä. Pietsosähköisten keraamisten värähtelylaitteiden yleisesti käytetyt teleskooppivärähtelytilat jaetaan edelleen pituusvärähtelytilaan, säteittäiseen värähtelytilaan ja paksuusvärähtelytilaan. Levyn paksuuden värinätila näytetään. Tärytin on levyn muotoinen ja polarisaatiosuunta ja käytetty sähkökenttä ovat molemmat samansuuntaisia ​​paksuussuunnan kanssa, ja tärytin värähtelee paksuussuunnassa. Tämän värähtelymoodin perusresonanssitaajuus on kääntäen verrannollinen paksuuteen. Sovellettava taajuusalue on 30–100 kHz, ja suhteellinen kaistanleveys on 1–4 9/5.

Jos kaksi pitkänomaista Saman paksuiset ja polarisoidut Pzt-keraamiset puolipallolevyt liimataan yhteen, taivutusvärähtelyä voi syntyä, kun kohdistetaan jännittävää sähkökenttää, joka saa aikaan yhden levyn pidentymisen ja toisen lyhenemisen. Kaksi liimattua keraamista levyä on polarisoitu vastakkaisiin suuntiin ja kytketty virtalähteeseen sarjassa; Kuvassa 3b on esitetty kahden saman polarisaatiosuunnan omaavan keraamisen levyn rinnakkaiskytkentä. Kahdessa keraamisessa liima-arkissa sähkökenttä virittää vain toisen muodostaen taivutusvärähtelyn. Samoin taivutus kaksi Pietsosähköiset keraamiset anturilevyt ohuella metallilevyllä tai keraamisen levyn liittäminen ohueen metallilevyyn voivat myös tuottaa taivutusvärähtelyä. Paksustaivutusvärähtelymoodin resonanssitaajuus liittyy levyn pituuden z ja liima-arkin kokonaispaksuuden t väliseen suhteeseen. Niiden joukossa IV on taajuusvakio. Paksustaivutusvärähtelytila ​​koskee taajuuksia 500 Hz - 100 kHz. Tällaisten täryttimien koko on yleensä (keraamisen levyn leveys) Z (6 ~ 10) w koulutus ≥ 3,5 t. Paksuusleikkausvärähtelytilalle on tunnusomaista elektrodin pinta, joka on yhdensuuntainen polarisaatiosuunnan kanssa. Vaihtelevassa sähkökentässä pietsosähköinen sylinterikomponenttilevy tuottaa leikkausvärähtelyä paksuussuunnassa. Paksuusleikkausmoodia on helpompi herättää ja sitä käytetään pääasiassa suurtaajuusalueella 10 - 60 kHz, jota ei tässä tarkemmin kuvata. Ultraäänietäisyysmittarissa pietsosähköinen muunnin lähettää ultraääniaaltoja.

Täryttimen värähtelyn amplitudin on oltava suuri, joten on suositeltavaa käyttää taivutusvärähtelytilaa. Samaan aikaan, koska pietsokeraamisten kulhojen akustinen impedanssi on erittäin alhainen, yleisellä pietsosähköisellä materiaalilla on mahdotonta saavuttaa impedanssisovitusta sen kanssa, ja siksi se on toteutettava siirtymäkerroksen avulla. On havaittu, että pietsosähköinen keraaminen kappale on sidottu ohueen metallikappaleeseen, ja pietsosähköistä keraamia käytetään virityslähteenä taivutusvärähtelytilan luomiseen, jolla on suuri amplitudi ja pieni akustinen impedanssi ja joka voi saavuttaa akustisen impedanssin sovituksen ilman kanssa. Keraamisen levyn ja ohuen metallilevyn sidosrakenteen muodossa ohut metallilevy voi toimia myös suojakalvona, joka suojaa pietsosähköistä keramiikkaa ja elektrodeja kulumiselta ja vaurioilta. Materiaali voidaan valita erittäin stabiilista nikkeli-kromi-titaaniseoksesta. Koska ohuempi metallikappale on, sitä suurempi on äänenpaineen edestakaisin liikkuva läpäisy, metallikappale on suunniteltu ohueksi, yleensä noin 0,1 mm.

 Vibraattorin muoto ja koko

Ultraäänietäisyysmittarissa lähetettävän ultraäänikentän on oltava viuhkamaisen muotoinen, ja suorakaiteen muotoista vibraattoria pidetään aaltolähteenä. Männän värähtelyyn käytetään suorakaiteen muotoista pituus- ja leveysaaltolähdettä, ja kaasuväliaineessa säteilevä pitkittäisaaltoäänikenttä on samanlainen kuin levylähde. Pietsosähköisen keraamisen kiekon pääsäde on nelikulmainen pyramidi, joka on perspektiivikuva suorakaiteen muotoisen aallon lähteen suunnatusta pääkeikasta.