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, vibracije rastezanja piezoelektričnog vibratora visoke impedancije i malog radijusa pretvaraju se u niske impedancije, velike osi pomaka 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 načine 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 u sendviču s periferijom. Poznato je da je kružna tanka ploča polumjera R simetrična u odnosu na Z os, a opterećenje koje se primjenjuje na njenu granicu također je simetrično u odnosu na Z os, tako da elastična zakrivljena površina tanke ploče mora biti simetrična u odnosu na Z os. 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