Taighde ar chreathadh gathacha an tsorcóra log piezoelectric le polarú gathacha(2)

Is feadán bhabhta ceirmeach piezoelectric é a úsáidtear go coitianta don aonad trasducer fuaimiúil. Tá struchtúr simplí aige, feidhmíocht chobhsaí, leagan amach áisiúil, treo aonfhoirmeach ar feadh an treo gathacha agus íogaireacht ard. Dá bhrí sin, úsáidtear é den chuid is mó i réimsí fuaimíocht faoi uisce, geolaíocht agus taiscéalaíocht peitriliam. Bíonn tionchar díreach ag saintréithe creathadh an vibrator ar fheidhmíocht dhinimiciúil an trasducer. Tá an staidéar ar a mhodh creathadh mar bhunús le trasducer den sórt sin a dhearadh. Mar sin, tá tábhacht theoiriciúil agus phraiticiúil thábhachtach ag baint leis an obair seo. Tá an vibrator feadánacha ciorclach roinnte ina thrí chineál: polarú aiseach, tangential agus gathacha. Tá na leictreoidí excitation oscillator polaraithe aiseach agus tangentially difriúil ó na leictreoidí polaraithe, agus cóimheas voltas polaraithe agus excitation an oscillator polaraithe aiseach.

Tá an polarú i bhfad níos airde, agus níl aon iarratas beagnach san innealtóireacht. Tá siad polaraithe go gathach, oscillator gathacha corraithe, is féidir an leictreoid polaraithe agus an leictreoid excitation a chomhcheangal i gceann amháin, agus tá an voltas polaraithe agus excitation íseal freisin, rud atá níos mó sa phróiseas déantúsaíochta. Tá buntáistí agus iarratais phraiticiúla ann. Maidir leis an modh creathadh gathacha an polaraithe gathacha vibrator trasducer feadán piezoelectric , ghlac na staidéir roimhe seo teoiric na scannán tanaí nó an bhlaosc tanaí den chuid is mó. Déanann an teoiric scannán tanaí neamhaird ar an strus lomadh agus an gnáth-strus gathacha sa chothromóid tairiscint, agus coinníonn teoiric an bhlaosc tanaí an strus lomadh. Ní bhaineann an teoiric ach le creathadh ar mhéid speisialta, cosúil le ballaí tanaí, agus cásanna idéalach ina bhfuil na toisí fadaimseartha agus gathacha orduithe de mhéid níos mó ná an tiús. Cruthaíonn sé seo míchaoithiúlacht don fheidhmchlár. Tá staidéar déanta ag na réamhtheachtaithe freisin ar mhodhanna creathadh gathacha creathadh ballaí tiubha, ach ghlac siad le comhmheastacháin éagsúla. Mar shampla, breathnaítear ar chriadóireacht piezoelectric mar ábhair isotrópacha, agus déantar an tsraith a ghearradh amach sa phróiseas oibríochta. Ag tosú ó chothromóidí piezoelectric agus tairiscint an vibrator caol ballaí tiubh de chriadóireacht piezoelectric, ag comhcheangal le cothromóid muirear leictreastatach an vibrator, déantar staidéar ar an gcreathadh gathacha chun an léiriú iontrála leictreach a fháil, agus díorthaítear cothromóidí minicíochta athshondach agus frith-athshondach an vibrator. Déanann an eilimint chríochta anailís mhódúil. Léiríonn na torthaí go bhfuil na torthaí ríofa teoiriciúil ag teacht go maith le torthaí insamhalta na n-eilimintí críochta.

Taispeánann an figiúr feadán caol ceirmeach piezoelectric le ballaí tiubh. Ar mhaithe le háisiúlacht an taighde, glacann an páipéar seo an córas comhordanáidí sorcóireach agus tógann sé an t-ordú θ -1, z-2, r-3, is é 2L fad an vibrator, agus is é a ga inmheánach an vibrator. , is é b ga seachtrach an vibrator, agus an fadaithe tá feadáin sorcóir piezoelectric fuaimiúla gan teorainn fada sa treo z, mar sin déanann an vibrator piezoelectric creathadh aisshiméadrach.

Sa fhigiúr, tá an treo polaraithe agus treo excitation an vibrator araon sa treo gathacha, is é sin, treo r an cruach feadán piezo Tá ceirmeacha piezoelectric faoi réir an chóireáil polarú gathacha ábhar isotrópach (isotrópach sa treo θ z) ingearach leis an treo polaraithe, E-cineál próiseas piezoelectric de chreathadh aissymmetric feadán caol faoi comhordanáidí sorcóireach

(2) Ós rud é go bhfuil creathadh an fheadáin caol siméadrach faoin z-ais, tá na comhpháirteanna díláithrithe agus réimse leictrigh sásta: tá an feadán caol an-fhada, agus mar sin baineann an staidéar ar an bhfeadán caol leis an bhfadhb brú eitleáin, agus níl an díláithriú agus na comhpháirteanna réimse leictreach ach san eitleán orθ.

Saintréithe creathadh meicniúla

Tá vibrators ceirmeacha piezoelectric den chuid is mó excitation armónach a úsáid. Tá an réimse leictrigh agus dáiltí díláithrithe seasta-staid faoi réir na harmonics. Is iad na ríomhanna teoiriciúla agus luachanna insamhladh críochta an athshondas creathadh gathacha agus minicíocht frith-athshondas an vibrator feadán caol na luachanna teoiriciúla ríofa den chomhéifeacht cúplála leictrimheicniúla éifeachtacha i gcomhaontú maith le luachanna insamhalta uimhriúla eilimint chríochta, a mhíníonn réasúntacht an mhodha díorthaithe teoiriciúil don chreathadh feadán gathacha. Taispeánann Tábla 1 an t-athrú ar mhinicíocht athshondais athshondais an vibrator criadóireachta piezoelectric leis an tiús. Is féidir a fheiceáil ó na sonraí sa tábla go n-éireoidh minicíocht frith-athshondas athshondais an vibrator leis an fad céanna agus an trastomhas istigh céanna níos lú le méadú an tiús, agus is féidir na vibrators 2 agus 3 a fheiceáil go soiléir. Is vibrator ballaí tiubh é 4. Ón comparáid idir na torthaí ríofa sa tábla, tá an teoiric infheidhme maidir le creathadh ballaí tiubha le hearráidí beaga. Léiríonn Tábla an dlí éagsúlacht na minicíochta athshondas frith-athshondas de vibrators eilimint feadáin piezoelectric le faid éagsúla. Is féidir a fheiceáil ón gcomparáid leis na sonraí sa tábla go bhfuil an tsamhail sásta. Faoin mbonn, tá minicíochtaí frith-athshondais athshondais éagsúla ag na hathshonators leis na trastomhais céanna laistigh agus lasmuigh.

mar fhocal scoir

Sa pháipéar seo, in éineacht leis an brú eitleáin agus trí-tríthoiseach teoiric meicnic leaisteacha piezoelectric, tá an tonnchrith gathacha an fheadáin caol ceirmeach piezoelectric balla tiubh radach-polaraithe a chur i gcrích. Faigheann an staidéar ar an réiteach cruinn ar an fheidhm díláithrithe agus an fheidhm féideartha. Den chéad uair, déantar staidéar ar nanapholl seoltachta coibhéiseach an vibrator ballaí tiubha, agus déantar an chothromóid minicíochta frith-athshondach cruinn a fháil agus a fhíorú trí anailís eiliminte críochta. Léiríonn an anailís thuas go n-úsáidtear an teoiric balla tiubh sa pháipéar seo. Go hachomair, déantar na conclúidí seo a leanas de réir gnéithe. 

(1) Baineann creathadh gathacha an fheadáin caol balla tiubh-pholaraithe le creathadh aisshiméadrach; 

(2) Déantar an fhadhb feadán caol a shimpliú go dtí an fhadhb brú eitleáin nuair a bhíonn an múnla bunaithe. Is féidir leis an téarma earráide coibhneasta a fheiceáil nach bhfuil aon éifeacht ag an tiús bhalla ar thorthaí ríomh nuair a bhíonn riachtanais mhúnla trasducer feadán piezoceramic , agus tá an cruinneas níos airde ná teoiric an scannáin agus an bhlaosc tanaí; comhlíontar

(3) San úsáid iarbhír, ní gá ach an feadán caol a shásamh. Mura bhfuil sé sásta, d'fhéadfadh go mbeadh earráid éigin ann;

(4) Déantar minicíocht athshondais an vibrator a anailísiú trí mhodh uimhriúil. Léiríonn na torthaí go n-úsáidtear an minicíocht athshondais agus an modh uimhriúil a dhíorthaítear ón teoiric chun minicíocht athshondais agus modh uimhriúil a fháil.