friotaíocht inslithe agus meánshaol hidreafón ceirmeach piezoelectric

1 Meánshaol hidreafóin
De réir na teoirice iontaofachta , líon na Tástáladh táirgí trasduchtóir diosca piezoelectric faoi na coinníollacha céanna, agus tomhaiseadh na sonraí saoil iomlán. Ansin, is é MTTF an mheán-ama réamh-locht nuair is é r(t) líon carnach teipeanna an táirge le linn na n-uaireanta oibre ó 0 go t. Nuair a chloíonn dáileadh saoil an táirge don dáileadh easpónantúil, is é a MTTF an ráta teip λ cómhalartach (an dóchúlacht go dteipfidh ar an táirge oibriú ag am áirithe agus an t-am aonaid tar éis an ama sin), is é sin, 1/λ. Is féidir le hidreafóin MTTF a úsáid chun a saolré meánach a léiriú. San innealtóireacht, is minic a úsáidtear meán-insliú na hidreafóin go léir sa bhaisc, agus laghdaítear an fhriotaíocht Rm go dtí an tav ama den chaighdeán locht Rfc mar an saol meán. I luach Rfc, bhí roinnt hidreafóin lochtach. Cé gur féidir le hidreafóin eile oibriú de ghnáth, laghdóidh a n-íogaireacht go mór sa bhanna minicíochta íseal, rud a mbeidh tionchar tromchúiseach aige ar fheidhmíocht an eagar glactha. Dá bhrí sin, ba cheart é a chur in ionad a luaithe is féidir. .

2 friotaíocht inslithe hidreafóin

2.1 Meicníocht agus dlí an meath ar fhriotaíocht inslithe

2.2 Friotaíocht inslithe agus íogaireacht hidreafóin

Ón anailís chiorcaid choibhéiseach, is féidir an fhriotaíocht inslithe hidreafóin a mheas mar chomhthreomhar le dhá cheann an hidreafóin. De réir mar a mhéadaíonn líon na móilíní uisce a théann trí dhromchla an eilimint ceirmeach piezo agus an t-uisce inmheánach tríd an ábhar clúdaigh uisce-daingean agus an ciseal nasctha, laghdóidh friotaíocht inslithe Rm an hidreafóin go leanúnach. Laghdófar íogaireacht an hidreafóin má íslítear an Rm go leibhéal áirithe. Dá ísle an minicíocht oibriúcháin, is mó an laghdú ar M. Is féidir an léaráid chiorcaid choibhéiseach den hidreafón ceirmeach piezoelectric a thabhairt i bhfoirm foinse reatha tairiseach, agus is féidir é a thabhairt freisin i bhfoirm foinse tairiseach voltais. Léiríonn léaráid chiorcaid an fhoinse tairiseach voltais an insamhalta agus na torthaí tomhais iarbhír ar laghdú íogaireachta hidreafóin faoi na friotaíocht inslithe éagsúla. Cruthaíonn an dá ríomh teoiriciúil agus na tomhais iarbhír go bhfuil an toilleas statach níos lú ag an hidreafón, is mó an tionchar a bheidh ag an laghdú ar Rm ar M. Ós rud é go bhfuil toilleas statach an hidreafóin á thástáil an-mhór, suas le 100000 pF, tá éifeacht réasúnta beag ag an laghdú ar fhriotaíocht inslithe Rm ar a íogaireacht. Nuair a bhíonn Rm ≥ 10 kΩ, tá an éifeacht ar M neamhbhríoch; nuair a bheidh Rm < 10 kΩ, beidh tionchar mór aige ar M, agus meastar go bhfuil an hidreafón ina locht. Glaoimid an luach friotaíochta inslithe a chinneann locht an hidreafóin mar luach locht Rf. Sa sampla thuas, Rf = 10 kΩ. 

Ar ndóigh, má tá toilleas statach an hidreafóin 10000 pF, cuirfear isteach go mór ar an íogaireacht nuair a bhíonn an friotaíocht inslithe níos lú ná 100 kΩ. Ag an am seo, Rf=100 kΩ. Bunaithe ar na torthaí thuas agus luach íogaireacht an hidreafóin a cheadaíonn an meaisín sonar, is féidir an critéar teip Rfc a chinneadh. Ba chóir go mbeadh Rfc níos mó ná 10 n-uaire níos mó ná Rf, ionas go n-áiritheofar go bhfuil meánfhriotaíocht inslithe na hidreafóin uile ar an sraith gar do Rfc, líon na n-hidreafóin a bhfuil a fhriotaíocht inslithe Rm níos lú ná Rf, is é sin, tá líon na hidreafóin locht hoarse. Laistigh den raon atá ceadaithe ag an meaisín iomlán. Ina theannta sin, tá an hidreafón suiteáilte faoi bhun uiscelíne na loinge. Nuair a fhaightear amach go bhfuil an hidreafón lochtach, de ghnáth is gá fanacht go dtí go ndugtar an long chun an t-athsholáthar hidreafóin a chur i bhfeidhm, agus mar sin tá moill ann. Le linn an ama moille seo, leanfaidh friotaíocht inslithe an hidreafóin ag titim. Dá bhrí sin, ní mór an caighdeán locht Rfc a shocrú níos airde chun a chinntiú go bhféadfar an hidreafón a úsáid de ghnáth roimh athsholáthar. Ina theannta sin, tá caidreamh iontach ag friotaíocht inslithe an hidreafóin leis an teocht chomhthimpeallach, agus ní mór é a mheas go hiomlán nuair a bhíonn caighdeán locht Rfc an hidreafóin á chinneadh.

2.3 An gaol idir friotaíocht inslithe agus teocht chomhthimpeallach

Friotaíocht inslithe na Tá dlúthbhaint ag trasducer diosca piezoceramic leis an teocht chomhthimpeallach: ardaíonn an teocht chomhthimpeallach, laghdaítear an fhriotaíocht inslithe, Tá an teoiric agus líon mór cleachtais cruthaithe go bhfuil an gaol idir friotaíocht inslithe Rm an hidreafón ceirmeach piezoelectric. tá an teocht chomhthimpeallach cosúil leis an ngaol idir an t-am úsáide agus an dlí easpónantúil. Sa fhoirmle, is é Rmo an fhriotaíocht inslithe a thomhaistear ag an teocht tagartha t0; Is é k3 an comhéifeacht teocht I-cineál. Ar an gcaoi chéanna, is féidir an fhoirmle thuas a scríobh freisin i bhfoirm níos áisiúla agus níos iomasach, k4 = exp(−k3), arb é comhéifeacht teocht cineál II é, ansin mo R ≈ R k , hidreafón ceirmeach piezoelectric criadóireachta modhnaithe titanate bhairiam. Torthaí insamhalta agus torthaí tomhaiste an ghaolmhaire idir friotaíocht inslithe agus teocht chomhthimpeallach. Tá na torthaí tomhais gar do na torthaí insamhalta, k4 = 0.94 ~ 0.95 / 1 °C. Taispeántar torthaí insamhalta agus torthaí tomhais an chaidrimh idir friotaíocht inslithe hidreafón ceirmeach piezoelectric PZT agus an teocht chomhthimpeallach. Tá na torthaí tástála gar do thorthaí an tsamhaltaithe freisin, k4=0.90~0.94/1°C. Tá an gaol idir friotaíocht inslithe an hidreafóin ceirmeach piezoelectric agus an t-am úsáide do-aisiompaithe; ar shlí eile, tá an gaol idir friotaíocht inslithe an hidreafón ceirmeach piezoelectric agus an teocht chomhthimpeallach inchúlaithe, is é sin, nuair a thagann an teocht chomhthimpeallach ar ais go dtí a luach bunaidh, a insliú.

Fillfidh an fhriotaíocht ar a luach bunaidh freisin. Athraíonn friotaíocht inslithe an hidreafóin go mór leis an teocht chomhthimpeallach. Maidir le gach méadú 11 °C ar an teocht chomhthimpeallach, laghdaítear an fhriotaíocht inslithe thart ar leath. I gcomparáid leis an hidreafón ceirmeach piezoelectric titanate bhairiam modhnaithe, athróidh friotaíocht inslithe an hidreafón ceirmeach piezoelectric PZT níos mó leis an teocht chomhthimpeallach. Tá na rialacha éagsúlachta thuasluaite difriúil le haghaidh cineálacha éagsúla agus sonraíochtaí éagsúla na n-ábhar ceirmeach piezoelectric de struchtúir éagsúla agus ábhair sciath uiscedhíonta éagsúla, ar gá iad a chinneadh le turgnaimh. Agus an caighdeán teip Rfc de hidreafón ceirmeach piezoelectric á chinneadh, ba cheart an gaol idir friotaíocht inslithe an hidreafóin agus an teocht chomhthimpeallach a mheas go hiomlán. Maidir le trealamh a bhfuil riachtanais ard iontaofachta acu, ba cheart Rfc an hidreafóin tacaíochta a chinneadh ag an teocht chomhthimpeallach is airde (mar shampla, 30 °C). Mar sin, nuair a thiteann an teocht chomhthimpeallach, ní mhéadóidh friotaíocht inslithe an hidreafóin ach amháin, agus ní dhéanfaidh sé difear do ghnáthúsáid.