Mod getaran jejari transduser ultrasonik

Pemodelan dan eksperimen transduser ultrasonik dalam medium udara, jalur frekuensi sensor ultrasonik biasanya sempit, yang secara langsung mempengaruhi prestasi pengesanannya untuk sasaran bergerak berkelajuan tinggi. Untuk menyelesaikan jalur sempit sensor ultrasonik, transduser mikro-miniatur boleh digunakan sebagai penerima tambahan dalam transduser ultrasonik gabungan untuk meluaskan lebar jalur penerima transduser gabungan. Transduser ialah jenis tegangan lentur transduser komposit piezoelektrik logam, yang terdiri daripada dua cangkerang nipis logam bentuk nipis yang mengapit wafer seramik piezoelektrik (penggetar piezoelektrik) terpolarisasi dalam arah ketebalan. Di bawah pengujaan medan elektrik berselang-seli frekuensi ultrasonik, getaran regangan impedans tinggi dan jejari kecil penggetar piezoelektrik ditukar kepada anjakan galangan rendah, paksi besar rongga cangkang logam nipis, dan gelombang ultrasonik dipancarkan ke medium udara. Sebaliknya, apabila gelombang ultrasonik bertindak pada transduser, cangkang logam nipis berubah bentuk, yang menyebabkan penggetar piezoelektrik mengalami getaran regangan jejari dan menjana cas berselang-seli antara kedua-dua elektrod. Ini adalah prinsip kerja asas transduser sebagai penjana ultrasonik dan penerima. Ia sangat sesuai untuk membuat anjakan kecil, ringan, pemacu anjakan mikro lejang besar dan penerima ultrasonik mikro kecil dengan frekuensi resonans yang lebih rendah. Kesan daripada parameter bahan dan struktur bagi transduser jarak ultrasonik pada mod radial dan longitudinal getarannya adalah prasyarat untuk reka bentuk dan fabrikasi transduser.

Mod getaran jejari transduser

Mod getaran jejari bagi sensor mencari julat ultrasonik berkait rapat dengan medan elektrik pengujaan yang digunakan, bahan dan parameter struktur penggetar piezoelektrik di antara mereka diperolehi di bawah. Penggetar piezoelektrik dipolarisasi sepanjang arah paksi-Z (iaitu, arah paksi), jejarinya ialah Ro, dan ketebalannya ialah ho; bahagian bawah rali adalah dalam bentuk gelang, diameter luarnya ialah Ro, dan diameter dalamannya ialah R, dengan mengandaikan medan piezoelektrik berselang-seli digunakan pada dua satah bulat penggetar, dan vektor tegasan T dan vektor kekuatan medan elektrik E ialah pembolehubah tidak bersandar, dan vektor terikan S dan vektor anjakan elektrik D ialah pembolehubah bersandar, maka koordinat z (bentuk silinder, koordinat) persamaan piezoelektrik boleh dinyatakan dengan s ialah matriks pemalar patuh kenyal bagi bahan piezoelektrik di bawah keadaan medan elektrik yang malar, d mewakili matriks pemalar terikan piezoelektrik, dan T ialah matriks pemalar dielektrik bebas bagi bahan piezoelektrik Tepi diikat pada penggetar piezoelektrik sederamik semula.

Oleh kerana ketinggian H perumah adalah kecil, iaitu, getaran biasa bagi sensor pengukuran jarak ultrasonik boleh dikaji lebih kurang mengikut getaran simetri plat nipis bulat yang diapit oleh pinggir. Adalah diketahui bahawa plat nipis bulat mempunyai jejari R adalah simetri tentang paksi Z, dan beban yang dikenakan pada sempadannya juga simetri tentang paksi Z, jadi permukaan melengkung elastik plat nipis mestilah simetri tentang paksi Z. Oleh itu, menganalisis getaran bebas plat nipis dalam sistem koordinat kutub boleh memudahkan masalah ini. Biarkan pesongan plat nipis bulat pada sebarang t segera semasa proses getaran .maka persamaan pembezaan getaran bebas sedang menerangkan jenis sandwic persisian boleh dinyatakan.

Transduser ultrasonik jarak jauh

Transduser ultrasonik dengan sifat fizikal