Način radijalnih vibracija ultrazvučnog pretvarača

Modeliranje i eksperiment ultrazvučnog pretvarača u zračnom mediju, frekvencijski pojas ultrazvučni senzor općenito je uzak, što izravno utječe na njegovu učinkovitost detekcije brzih pokretnih ciljeva. Kako bi se riješio problem uskog pojasa ultrazvučnog senzora, mikro-minijaturna sonda se može koristiti kao pomoćni prijamnik u kombiniranoj ultrazvučnoj sondi kako bi se proširila propusnost primanja kombinirane sonde. Pretvornik je tip metalnog piezoelektričnog kompozitnog pretvornika na savijanje, koji se sastoji od dvije tanke metalne tanke ljuske u obliku sendviča s piezoelektričnom keramičkom pločicom (piezoelektrični vibrator) polariziranom u smjeru debljine. Pod pobudom izmjeničnog električnog polja ultrazvučne frekvencije, istezanje vibracija piezoelektričnog vibratora visoke impedancije i malog radijusa pretvara se u pomak niske impedancije, velike osi šupljine tanke metalne ljuske, a ultrazvučni val se zrači u zračni medij. Obrnuto, kada ultrazvučni valovi djeluju na pretvarač, tanka metalna ljuska se deformira, što uzrokuje da piezoelektrični vibrator podliježe radijalnim rastezljivim vibracijama i stvara izmjenični naboj između dviju elektroda. Ovo je osnovni princip rada sonde kao ultrazvučnog generatora i prijamnika. Vrlo je prikladan za izradu mikropomaka male zapremine, male težine, velikog hoda i mikro-malih ultrazvučnih prijemnika s nižom frekvencijom rezonancije. Učinci materijala i strukturnih parametara ultrazvučni pretvornik udaljenosti na njegove radijalne i uzdužne oblike vibracija preduvjet je za projektiranje i izradu pretvornika.

Način radijalnih vibracija pretvornika

Način radijalnih vibracija Ultrazvučni senzor za pronalaženje raspona usko je povezan s primijenjenim pobudnim električnim poljem, materijalni i strukturni parametri piezoelektričnog vibratora između njih izvedeni su u nastavku. Piezoelektrični vibrator je polariziran duž smjera Z-osi (tj. aksijalnog smjera), polumjer mu je Ro, a debljina ho; dno relija je u obliku prstena, njegov vanjski promjer je Ro, a njegov unutarnji promjer je R, uz pretpostavku da je izmjenično polje piezoelektričnosti primijenjeno na dvije kružne ravnine vibratora, a vektor naprezanja T i vektor jakosti električnog polja E su nezavisne varijable, a vektor deformacije S i vektor električnog pomaka D su ovisne varijable, zatim cilindrične koordinate ((r, 8, z) oblik Piezoelektrična jednadžba može se izraziti gdje je s elastična podložna konstantna matrica piezoelektričnog materijala u uvjetima konstantnog električnog polja, d predstavlja konstantnu matricu piezoelektrične napetosti, a T je matrica slobodne dielektrične konstante piezoelektričnog materijala. Rub je vezan za piezoelektrični vibrator kako bi se formirala metalna piezo keramika kompozitni.to je aksijalna rezonantna frekvencija pretvarača.

Budući da je visina H kućišta mala, to znači normalna vibracija ultrazvučni senzor za mjerenje udaljenosti može se proučavati približno prema simetričnoj vibraciji kružne tanke ploče stisnute periferijom. Poznato je da je kružna tanka ploča polumjera R simetrična u odnosu na os Z, a opterećenje koje se primjenjuje na njezinu granicu također je simetrično u odnosu na os Z, tako da elastična zakrivljena površina tanke ploče mora biti simetrična u odnosu na os Z. Stoga analiza slobodnih vibracija tanke ploče u polarnom koordinatnom sustavu može pojednostaviti ovaj problem. Neka je otklon kružne tanke ploče u bilo kojem trenutku t tijekom procesa vibracije .tada se može izraziti diferencijalna jednadžba slobodnih vibracija koja opisuje periferni sendvič tip.

Ultrazvučni pretvarač velikog dometa

Ultrazvučni pretvarač s fizičkim svojstvima