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Modalità di vibrazione radiale del trasduttore ultrasonico

Visualizzazioni: 54 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 27/09/2018 Origine: Sito

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Modellazione e sperimentazione del trasduttore ultrasonico nel mezzo aereo, la banda di frequenza del il sensore a ultrasuoni è generalmente stretto, il che influisce direttamente sulle prestazioni di rilevamento di bersagli in movimento ad alta velocità. Per risolvere la banda stretta del sensore a ultrasuoni, è possibile utilizzare un trasduttore microminiaturizzato come ricevitore ausiliario nel trasduttore a ultrasuoni combinato per ampliare la larghezza di banda di ricezione del trasduttore combinato. Il trasduttore è un tipo di trasduttore composito piezoelettrico metallico a tensione di flessione, composto da due gusci sottili di metallo di forma sottile che racchiudono un wafer ceramico piezoelettrico (vibratore piezoelettrico) polarizzato nella direzione dello spessore. Sotto l'eccitazione del campo elettrico alternato a frequenza ultrasonica, la vibrazione di allungamento ad alta impedenza e piccolo raggio del vibratore piezoelettrico viene convertita in uno spostamento ad asse grande a bassa impedenza della sottile cavità del guscio metallico e l'onda ultrasonica viene irradiata nel mezzo dell'aria. Al contrario, quando le onde ultrasoniche agiscono sul trasduttore, il sottile guscio metallico si deforma, facendo sì che il vibratore piezoelettrico subisca una vibrazione di allungamento radiale e generi una carica alternata tra i due elettrodi. Questo è il principio di funzionamento di base del trasduttore come generatore e ricevitore di ultrasuoni. È molto adatto per realizzare azionamenti a microcilindrata di piccola cilindrata, leggeri, a corsa elevata e ricevitori a ultrasuoni micro-piccoli con frequenza di risonanza inferiore. Effetti dei parametri materiali e strutturali del trasduttore di distanza ad ultrasuoni sui suoi modi di vibrazione radiale e longitudinale è un prerequisito per la progettazione e la fabbricazione del trasduttore.

Modalità di vibrazione radiale del trasduttore

La modalità di vibrazione radiale del Il sensore di telemetria a ultrasuoni è strettamente correlato al campo elettrico di eccitazione applicato, i parametri materiali e strutturali del vibratore piezoelettrico tra di loro sono derivati di seguito. Il vibratore piezoelettrico è polarizzato lungo la direzione dell'asse Z (cioè la direzione assiale), il suo raggio è Ro e il suo spessore è ho; il fondo del rally ha la forma di un anello, il suo diametro esterno è Ro e il suo diametro interno è R, assumendo che il campo piezoelettrico alternato sia applicato ai due piani circolari del vibratore, e il vettore di sollecitazione T e il vettore di intensità del campo elettrico E siano variabili indipendenti, e il vettore di deformazione S e il vettore di spostamento elettrico D siano variabili dipendenti, quindi le coordinate cilindriche ((r, 8, z) formano L'equazione piezoelettrica può essere espressa dove s è la matrice costante elastica cedevole del piezoelettrico materiale in condizioni di campo elettrico costante, d rappresenta la matrice costante di deformazione piezoelettrica e T è la matrice costante dielettrica libera del materiale piezoelettrico. Il bordo è legato al vibratore piezoelettrico per formare un composito piezo-ceramico metallico. È la frequenza di risonanza assiale del trasduttore.

Poiché l'altezza H dell'alloggiamento è piccola, la normale vibrazione del Il sensore di misurazione della distanza a ultrasuoni può essere studiato approssimativamente in base alla vibrazione simmetrica della sottile piastra circolare inserita nella periferia. È noto che una piastra sottile circolare avente un raggio R è simmetrica rispetto all'asse Z, e anche il carico applicato al suo confine è simmetrico rispetto all'asse Z, quindi la superficie curva elastica della piastra sottile deve essere simmetrica rispetto all'asse Z. Pertanto, l'analisi della vibrazione libera della piastra sottile nel sistema di coordinate polari può semplificare questo problema. Considerando la deflessione della piastra sottile circolare in qualsiasi istante t durante il processo di vibrazione, è possibile esprimere l'equazione differenziale delle vibrazioni libere che descrive il tipo a sandwich periferico.

Materiale e principio di funzionamento del sensore di distanza a ultrasuoni

Trasduttore ultrasonico a lungo raggio

La frequenza di risonanza del trasduttore dipende dall'area radiante, dalla struttura del vibratore, dallo strato di adattamento acustico, dal materiale di supporto e persino dal processo di produzione del trasduttore. influenzano direttamente la distanza di lavoro, la direttività e la larghezza di banda di frequenza del trasduttore ultrasonico. Al fine di risolvere i problemi di cui sopra, questo capitolo conduce una ricerca completa e teorica sulle caratteristiche fisiche delle onde ultrasoniche, si tratta di modalità di vibrazione, strutture, processi di fabbricazione e adattamento dell'impedenza acustica e adattamento dell'impedenza elettromeccanica.

Trasduttore ultrasonico con proprietà fisiche

Il contenuto della ricerca sulla tecnologia dei trasduttori a ultrasuoni considera in modo esaustivo le proprietà fisiche come l'impedenza acustica, la struttura acustica, i materiali tecnici e le modalità di vibrazione relative a trasduttori e mezzi, applicando la tecnologia di adattamento dell'impedenza per ottenere il meglio tra energia elettrica ed energia acustica. Buona conversione per soddisfare le esigenze pratiche di ingegneria. Verranno ora descritte le proprietà fisiche delle onde sonore e i principali indicatori di prestazione dei trasduttori a ultrasuoni. La principale caratteristica fisica delle onde ultrasoniche è che le onde ultrasoniche sono uguali a tutte le fluttuazioni e hanno una frequenza che non si propaga. Con le tre quantità fisiche di lunghezza d'onda, il rapporto tra le tre è c== fx . Nei diversi media, la velocità del suono è diversa. La gamma di frequenza ultrasonica è compresa tra 2X1 e 1013 Hz. Rispetto alle onde sonore, il trasduttore per la distanza ha le seguenti notevoli proprietà fisiche: (1) Le caratteristiche fascio-raggio della propagazione degli ultrasuoni hanno direzionalità e raggiosità nelle stesse condizioni di radiazione, maggiore è l'efficienza operativa del trasduttore, maggiore è la direzionalità. Le onde ultrasoniche emesse dalla sorgente sonora si formano in una certa direzione e i raggi sono quasi paralleli, chiamata regione del campo vicino. La distribuzione del campo sonoro in quest'area è più complicata e la sua lunghezza è pari al raggio.