Pemilihan Mod Getaran Transduser Seramik Piezoelektrik

 The seramik piezoelektrik bergetar di bawah tindakan medan elektrik berselang-seli luaran untuk merangsang gelombang ultrasonik. Mod getaran biasa seramik piezoelektrik ialah getaran regangan, getaran lentur dan getaran ricih. Mod getaran teleskopik yang biasa digunakan bagi penggetar seramik piezoelektrik dibahagikan lagi kepada mod getaran panjang, mod getaran jejarian dan mod getaran ketebalan. Mod getaran ketebalan cakera ditunjukkan. Vibrator adalah dalam bentuk cakera, dan arah polarisasi dan medan elektrik yang digunakan adalah selari dengan arah ketebalan, dan vibrator bergetar dalam arah ketebalan. Kekerapan resonans asas mod getaran ini adalah berkadar songsang dengan ketebalan. Julat frekuensi yang berkenaan ialah 30 hingga 100 kHz, dan lebar jalur relatif adalah dalam lingkungan 1 hingga 4 9/5.

Jika dua memanjang Kepingan hemisfera seramik Pzt dengan ketebalan dan terpolarisasi yang sama diikat bersama, getaran lentur boleh dijana apabila medan elektrik yang mengujakan digunakan untuk menyebabkan salah satu helaian menjadi memanjang dan satu lagi dipendekkan. Dua helaian seramik yang diikat dipolarisasi dalam arah yang bertentangan dan disambungkan kepada bekalan kuasa secara bersiri; Rajah 3b menunjukkan sambungan selari dua kepingan seramik dengan arah polarisasi yang sama. Dalam dua kepingan pelekat seramik, medan elektrik hanya merangsang salah satu daripadanya untuk menghasilkan getaran lentur. Begitu juga, membongkok dua kepingan transduser seramik piezoelektrik pada kepingan logam nipis atau mengikat kepingan seramik pada kepingan logam nipis juga boleh menghasilkan getaran lentur. Kekerapan resonans mod getaran lentur ketebalan adalah berkaitan dengan hubungan antara panjang z helaian dan jumlah ketebalan t helaian pelekat. Antaranya, IV ialah pemalar frekuensi. Mod getaran lentur ketebalan digunakan pada frekuensi antara 500 Hz hingga 100 kHz. Saiz penggetar tersebut secara amnya (lebar kepingan seramik) Z (6 ~ 10) w latihan ≥ 3.5 t. Mod getaran ricih ketebalan dicirikan oleh permukaan elektrod selari dengan arah polarisasi, Dalam medan elektrik berselang-seli, kepingan komponen silinder piezoelektrik menjana getaran ricih dalam arah ketebalan. Mod ricih ketebalan lebih mudah untuk teruja dan digunakan terutamanya dalam julat frekuensi tinggi 10 hingga 60 kHz, yang tidak akan diterangkan secara terperinci di sini. Dalam pencari julat ultrasonik, transduser piezoelektrik memancarkan gelombang ultrasonik.

Ia dikehendaki bahawa amplitud getaran penggetar adalah besar, jadi adalah lebih baik untuk menggunakan mod getaran lentur. Pada masa yang sama, kerana impedans akustik mangkuk seramik piezo adalah sangat rendah, adalah mustahil untuk bahan piezoelektrik am untuk mencapai padanan impedans dengannya, dan oleh itu ia mesti direalisasikan melalui lapisan peralihan. Didapati bahawa kepingan seramik piezoelektrik terikat pada kepingan logam nipis, dan seramik piezoelektrik digunakan sebagai sumber pengujaan untuk menghasilkan mod getaran lentur, yang mempunyai amplitud besar dan impedans akustik kecil, dan boleh mencapai padanan impedans akustik dengan udara. Dalam bentuk kepingan seramik dan struktur ikatan kepingan logam nipis, kepingan logam nipis juga boleh berfungsi sebagai filem pelindung untuk melindungi seramik dan elektrod piezoelektrik daripada haus dan kerosakan. Bahan boleh dipilih daripada aloi nikel-kromium-titanium kestabilan tinggi. Oleh kerana yang lebih nipis ialah kepingan logam, semakin tinggi adalah pemancaran salingan tekanan bunyi, kepingan logam direka bentuk untuk menjadi nipis, secara amnya kira-kira 0.1 mm.

 Bentuk dan saiz penggetar

Dalam pencari julat ultrasonik, medan ultrasonik yang dihantar perlu berbentuk kipas, dan penggetar segi empat tepat dianggap sebagai sumber gelombang. Sumber gelombang segi empat tepat panjang dan lebar digunakan untuk getaran omboh, dan medan bunyi gelombang membujur yang dipancarkan dalam medium gas adalah serupa dengan sumber cakera. Rasuk utama cakera seramik piezoelektrik ialah piramid segi empat, yang merupakan pandangan perspektif lobus utama arah sumber gelombang segi empat tepat.