Fizička slika dizajniranog i proizvedenog piezoelektričnog pretvornika tipa diska. Kako bi se smanjio utjecaj višestaznog šuma, koristeći gore spomenutu Fresnelovu zonu zvučnog polja, ultrazvučni pretvornik je malo viši od površine zračenja (ili akustičnog prozora) piezoelektričnog pretvornika kako bi blokirao okolinu od cilja. Nered se odbijao od predmeta. Eksperimenti su pokazali da ovo mjerenje može smanjiti smetnje koje se reflektiraju od objekata oko cilja. Mjerne karakteristike ultrazvučnih pretvornika imaju postupak ispitivanja kako slijedi: pretvornik se povremeno pobuđuje visokonaponskim impulsnim napajanjem, a vršni napon na pretvorniku na različitim frekvencijskim točkama promatra se i bilježi osciloskopom; u isto vrijeme, pretvarač se povremeno promatra i bilježi kao eho signal. Rezultirajući vrh napona (nije pojačan). Omjer vršne vrijednosti izlaznog napona pretvornika i vršne vrijednosti pobudnog napona pretvornika pod djelovanjem pobudnih signala različitih frekvencija približno odražava faktor kvalitete ili radni frekvencijski pojas pretvornika. Ovdje je odjek ultrazvučni signal reflektiran od zida na 1 metar od sonde.
Elektromehaničko usklađivanje impedancije ultrazvučnog pretvornika za dubinu vrlo je važno za razumijevanje karakteristika impedancije piezoelektričnih pretvornika. U suprotnom, nemoguće je primijeniti tehnologiju elektromehaničkog usklađivanja impedancije za projektiranje ultrazvučnih odašiljačkih i prijamnih krugova, što će ozbiljno utjecati na performanse ultrazvučnih senzora. Osim toga, s obzirom na jednostavnost implementacije ultrazvučnog odašiljačkog kruga, pulsni transformator se obično koristi za izravno pojačanje niskofrekventnog ultrazvučnog pulsnog signala. Za takve ultrazvučne prijenosne krugove, zbog visoke frekvencije ultrazvuka.
Ekvivalentni krug piezoelektričnog vibratora određuje frekvenciju serijske rezonancije f piezoelektričnog vibratora iz serijskog induktiviteta L i serijskog kapaciteta C u relativno uskom frekvencijskom području, to jest, u frekvencijskoj točki, kapacitivna reaktancija Xc ekvivalentnog kapaciteta C i slično. Induktivna reaktancija XL podvodnog akustičnog pretvornika ima istu magnituda i suprotna faza. Stoga impedancija piezoelektričnog vibratora}Z{ doseže minimalnu vrijednost čija je veličina određena ekvivalentnim otporom R. U blizini fr piezoelektrični pretvornici su najučinkovitiji kao ultrazvučni odašiljači. Ekvivalentni paralelni kapacitet Co i induktivitet L i kapacitet C zajedno određuju drugu rezonantnu frekvenciju piezoelektričnog vibratora, koja se naziva antirezonantna frekvencija fa, koja je nešto viša od omjera. Antirezonantna frekvencija nije u redu. Na ovoj frekvenciji, impedancija piezoelektričnog oscilatora}Z doseže svoju maksimalnu vrijednost; u blizini djeteta, sonda je najučinkovitija kao prijemnik. Vanjski ekvivalentni paralelni kapaciteti kao što su vanjski kabeli, utičnice i krugovi primopredajnika piezoelektričnog vibratora pomaknut će antirezonantnu frekvenciju piezoelektričnog vibratora, ali neće utjecati na serijsku rezonantnu frekvenciju. Osim toga, paralelni kapacitet Co kao AC opterećenje smanjit će amplitudu signala odjeka; u isto vrijeme, rezonantna impedancija piezoelektričnog oscilatora će se smanjiti, tako da ultrazvučni prijenosni krug mora osigurati veću vrijednost struje kako bi se osiguralo da se primjenjuje na oba kraja piezoelektričnog vibratora. Amplituda napona zadovoljava projektne zahtjeve.
Impedancija piezoelektričnog vibratora je na određenoj frekvencijskoj točki (osim rezonantne frekvencije). Karakteristike impedancije ultrazvučnog pretvarača za mjerenje dubine mogu se izraziti kao serijski, paralelni kapacitivni ili induktivni ekvivalentni krugovi R je serijski otpor, a Xs je serijska impedancija. ; Rp predstavlja paralelni otpor, a Xp predstavlja paralelnu impedanciju. Vrijednost impedancije piezoelektričnog oscilatora R (R=RS=Rp) jedan je od važnih parametara piezoelektričnih pretvarača. Sljedeći koraci mogu se koristiti za određivanje vrijednosti R: Metoda ožičenja ispitnog instrumenta i piezoelektričnog vibratora, čija je početna vrijednost potenciometra 1kS2o. Podešavanje frekvencije generatora sinusnog signala sve dok amplituda sinusoidnog signala prikazanog na osciloskopu ne pokaže minimalnu vrijednost. U ovom trenutku, frekvencija generatora signala je blizu frekvencije piezoelektričnog pretvarača. radna frekvencija. Odspojite priključak piezoelektričnog vibratora i podesite otpor potenciometra na 0 (kratki spoj) kako biste zabilježili amplitudu signala koju prikazuje osciloskop. Ponovno spajanje piezoelektričnog vibratora na ispitni krug i podešavanje otpora potenciometra sve dok amplituda signala koju prikazuje osciloskop ne bude točno polovica one kada je piezoelektrični vibrator otvoren. Uklanjanje potenciometra iz ispitnog kruga i mjerenje otpora potenciometra multimetrom. Rezonantna impedancija piezoelektričnog vibratora jednaka je zbroju unutarnjeg otpora generatora signala i otpora potenciometra. Ispitivan je piezoelektrični disk pretvornik. Rezonantna frekvencija pretvornika bila je 24,5 kHz, a otpor rezonancije bio je oko 475 SZo. Usklađivanje impedancije prijamnog ultrazvučnog dubinskog pretvarača zvuka nalazi se u prijemnom krugu. Namjerava se koristiti pretpojačalo visoke impedancije čija je impedancija puno veća od rezonantne impedancije R pretvornika. Stoga se pretpojačalo može izravno transducirati
Hubei Hannas Tech Co., Ltd profesionalni je proizvođač piezoelektrične keramike i ultrazvučnih sondi, posvećen ultrazvučnoj tehnologiji i industrijskim primjenama.
