Penggunaan Transduser Seramik Piezoelektrik dalam Pencari Julat Ultrasonik

Dalam 20 tahun yang lalu, transduser seramik piezoelektrik telah berkembang pesat di dalam dan luar negara. Oleh kerana pengeluarannya yang mudah, kos rendah dan kestabilan yang baik, ia telah digunakan secara meluas dalam bidang elektronik, cahaya, haba dan akustik, dan mempunyai perkembangan yang luas. prospek. Transduser ultrasonik yang diperbuat daripada seramik piezoelektrik boleh menghasilkan gelombang ultrasonik dengan arahan yang baik. Ia sesuai untuk mengukur parameter seperti kelajuan dan jarak, dan boleh berfungsi dengan stabil dan boleh dipercayai walaupun dalam keadaan persekitaran yang teruk.

Transduser ultrasonik piezoelektrik dibuat menggunakan kesan piezoelektrik bahan piezoelektrik. Bahan piezoelektrik terpolarisasi mengalami ubah bentuk mekanikal di bawah tindakan medan elektrik yang digunakan. Ini dipanggil kesan piezoelektrik songsang. Sebaliknya, ubah bentuk mekanikal bahan piezoelektrik juga menghasilkan voltan, yang dipanggil kesan piezoelektrik positif. Dengan menggunakan kesan piezoelektrik songsang, voltan frekuensi tinggi boleh ditukar kepada getaran mekanikal frekuensi tinggi untuk menghasilkan gelombang ultrasonik; kesan piezoelektrik positif juga boleh digunakan untuk menukar getaran ultrasonik yang diterima menjadi isyarat elektrik. Beginilah cara transduser ultrasonik berfungsi. Transduser pengukur jarak boleh dianggap sebagai rangkaian empat terminal J yang mempunyai hujung elektrik dan hujung mekanikal. Daya F dan halaju hujung mekanikal, voltan dan arus terminal elektrik adalah linear antara satu sama lain, di mana z ialah voltan malar (atau Impedans elektrik litar pintas elektrik; kekonduksian elektrik pada kelajuan malar; A dipanggil faktor daya, dan parameter ini secara amnya merupakan fungsi frekuensi.

Pemilihan bahan piezoelektrik

Bahan piezoelektrik untuk membuat transduser sensor ultrasonik termasuk kristal tunggal piezoelektrik, seramik piezoelektrik polihablur, polimer tinggi piezoelektrik dan bahan komposit piezoelektrik. Antaranya, seramik piezoelektrik titanat zirkonat plumbum mempunyai kelebihan kekuatan mekanikal yang tinggi, rintangan suhu dan kelembapan, kos rendah dan kesan gandingan elektromekanikal yang baik, dan telah digunakan secara meluas dalam transduser ultrasonik. Transduser ultrasonik dalam pencari julat ultrasonik menggunakan seramik piezoelektrik titanat zirkonat plumbum sebagai bahan penggetar.