अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर का रेडियल कंपन मोड

वायु माध्यम में अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर की मॉडलिंग और प्रयोग, आवृत्ति बैंड अल्ट्रासोनिक सेंसर आम तौर पर संकीर्ण होता है, जो उच्च गति से चलने वाले लक्ष्यों के लिए इसके पता लगाने के प्रदर्शन को सीधे प्रभावित करता है। अल्ट्रासोनिक सेंसर के संकीर्ण बैंड को हल करने के लिए, संयुक्त ट्रांसड्यूसर की प्राप्त बैंडविड्थ को चौड़ा करने के लिए संयुक्त अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर में सहायक रिसीवर के रूप में एक सूक्ष्म-लघु ट्रांसड्यूसर का उपयोग किया जा सकता है। ट्रांसड्यूसर एक फ्लेक्सुरल टेंशन प्रकार का धातु पीजोइलेक्ट्रिक मिश्रित ट्रांसड्यूसर है, जो मोटाई की दिशा में ध्रुवीकृत पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक वेफर (पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर) को सैंडविच करने वाले दो पतले आकार के धातु के पतले गोले से बना होता है। अल्ट्रासोनिक आवृत्ति वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र की उत्तेजना के तहत, पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर के उच्च-प्रतिबाधा और छोटे-त्रिज्या खिंचाव कंपन को पतली धातु खोल गुहा के कम-प्रतिबाधा, बड़े-अक्ष विस्थापन में परिवर्तित किया जाता है, और अल्ट्रासोनिक तरंग को वायु माध्यम में विकिरणित किया जाता है। इसके विपरीत, जब अल्ट्रासोनिक तरंगें ट्रांसड्यूसर पर कार्य करती हैं, तो पतली धातु का आवरण विकृत हो जाता है, जिससे पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर रेडियल स्ट्रेचिंग कंपन से गुजरता है और दो इलेक्ट्रोड के बीच एक वैकल्पिक चार्ज उत्पन्न करता है। यह अल्ट्रासोनिक जनरेटर और रिसीवर के रूप में ट्रांसड्यूसर का मूल कार्य सिद्धांत है। यह छोटे विस्थापन, हल्के वजन, बड़े स्ट्रोक माइक्रो-विस्थापन ड्राइव और कम अनुनाद आवृत्ति के साथ माइक्रो-छोटे अल्ट्रासोनिक रिसीवर बनाने के लिए बहुत उपयुक्त है। की सामग्री और संरचनात्मक मापदंडों का प्रभाव अल्ट्रासोनिक दूरी ट्रांसड्यूसर अपने रेडियल और अनुदैर्ध्य कंपन मोड पर ट्रांसड्यूसर के डिजाइन और निर्माण के लिए एक शर्त है।

ट्रांसड्यूसर का रेडियल कंपन मोड

का रेडियल कंपन मोड अल्ट्रासोनिक रेंज फाइंडिंग सेंसर लागू उत्तेजना विद्युत क्षेत्र से निकटता से संबंधित है, उनके बीच पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर की सामग्री और संरचनात्मक पैरामीटर नीचे दिए गए हैं। पीज़ोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर को Z-अक्ष दिशा (यानी, अक्षीय दिशा) के साथ ध्रुवीकृत किया जाता है, इसकी त्रिज्या Ro है, और इसकी मोटाई ho है; रैली का निचला भाग एक रिंग के आकार में है, इसका बाहरी व्यास Ro है, और इसका आंतरिक व्यास R है, यह मानते हुए कि वैकल्पिक पीजोइलेक्ट्रिकिटी क्षेत्र वाइब्रेटर के दो गोलाकार विमानों पर लागू होता है, और तनाव वेक्टर T और विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर E स्वतंत्र चर हैं, और तनाव वेक्टर S और विद्युत विस्थापन वेक्टर D निर्भर चर हैं, फिर बेलनाकार निर्देशांक ((r, 8, z) फॉर्म पीजोइलेक्ट्रिक समीकरण व्यक्त किया जा सकता है जहां s लोचदार है निरंतर विद्युत क्षेत्र स्थितियों के तहत पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री का अनुरूप निरंतर मैट्रिक्स, डी पीजोइलेक्ट्रिक तनाव निरंतर मैट्रिक्स का प्रतिनिधित्व करता है, और टी पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री का मुक्त ढांकता हुआ निरंतर मैट्रिक्स है, किनारे को धातु पीजो सिरेमिक मिश्रित बनाने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर से जोड़ा जाता है। यह ट्रांसड्यूसर की अक्षीय अनुनाद आवृत्ति है।

चूंकि आवास की ऊंचाई एच छोटी है, अर्थात, का सामान्य कंपन अल्ट्रासोनिक दूरी माप सेंसर का अध्ययन परिधि द्वारा सैंडविच की गई गोलाकार पतली प्लेट के सममित कंपन के अनुसार किया जा सकता है। यह ज्ञात है कि एक गोलाकार पतली प्लेट जिसकी त्रिज्या R है, Z अक्ष के बारे में सममित है, और उसकी सीमा पर लगाया गया भार भी Z अक्ष के बारे में सममित है, इसलिए पतली प्लेट की लोचदार घुमावदार सतह Z अक्ष के बारे में सममित होनी चाहिए। इसलिए, ध्रुवीय समन्वय प्रणाली में पतली प्लेट के मुक्त कंपन का विश्लेषण इस समस्या को सरल बना सकता है। कंपन प्रक्रिया के दौरान किसी भी क्षण t पर वृत्ताकार पतली प्लेट के विक्षेपण को मान लीजिए। तब परिधीय सैंडविच प्रकार का वर्णन करने वाले मुक्त कंपन अंतर समीकरण को व्यक्त किया जा सकता है।

लंबी दूरी का अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर

भौतिक गुणों वाला अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर