Ontwerpprincipe van ultrasoon transducercircuit

Een ultrasone transducer is een apparaat voor energieconversie dat nodig is voor het genereren van ultrasone golven, en zet de energie van ultrasone elektromagnetische oscillatie om in geluidsgolven. Het is een ultrasone transducer, ook wel hoorntransducer genoemd, die wordt gekenmerkt door een laag gewicht, klein formaat en hoge energie. In de figuur is 1 een metalen voordeksel, 2 een elektrodedraad, 3 een piëzo-elektrische keramische plaat, 4 een metalen achterdeksel en 5 een voormontageschroef.

De piëzo-elektrische keramische platen van elk aangrenzende twee platen zijn in tegengestelde richtingen gepolariseerd, en het aantal wafels is een even aantal, zodat de voorste en achterste metalen afdekplaten zijn verbonden met de elektroden van dezelfde polariteit, anders wordt er een isolerende pakking tussen de voorste en achterste afdekplaten en de wafel geplaatst. Tussen de twee wafels wordt gewoonlijk een dun stuk messing (dikte minder dan 0,1 mm) tussen de wafel en de metalen afdekking geklemd als een soldeerelektrodeleiding; de wafel, het elektrodekoper, de metalen steun en de metalen voor- en achterafdekkingen worden sterk gebruikt. Gelijmde, voorgespannen schroeven kunnen voor of na het uitharden van de epoxy worden vastgedraaid. Omdat de drukspanning van piëzo-elektrische keramiek veel groter is dan de drukspanning; de gecementeerde laag wordt ook gemakkelijk vernietigd tijdens de rekfase onder grote amplitude, dus wordt de pre-supplementschroef gebruikt om de wafel en het lijmgedeelte van de vibrator onder druk te zetten. Om de veilige werking van het apparaat te garanderen. De hoeveelheid toegepaste voorspanning moet goed worden gecontroleerd. In de toekomst zal de compacte pasvorm een ​​schijfvormige veerring en sluitring tussen de voorgespannen schroef en het deksel vereisen. Bovendien heeft de voorgespannen schroef een klein effect op de resonantiefrequentie en verandert de elektro-akoestische conversie-efficiëntie niet. Het maximale vermogen van ultrasone schonere transducer die kan worden geabsorbeerd en vermenigvuldigd, en de belangrijkste functies van de transducer zijn als volgt:

1, vibrator

De piëzo-elektrisch keramisch materiaal wordt een elektro-akoestisch conversie-element genoemd. Voor een oscillator met een halve golflengte is, wanneer deze trilt, de amplitude van beide uiteinden het grootst, en er is een gedeelte met een trillingssnelheid van nul in het midden, dat een knooppuntvlak wordt, en de positie van het knooppuntvlak. De dichtheid, akoestische verbinding en grootte van de achteromslag en de waferstapel variëren. De sectieplaat wordt op de sectiepositie geplaatst om de vibrator te bevestigen en de transducerstructuur als geheel te beschouwen. Als een ultrasone spanning gelijk is, wordt de eigenfrequentie van de vibrator toegepast op de vibratorelektrode en trilt de vibrator in verhouding tot de amplitude van de spanning. De longitudinale beweging van de twee metalen afdekplaten wordt geduwd om de ultrasone energie voort te planten.

2, snelheidsafdekking voor en achter

De metalen voorkant is gemaakt van licht metaal, zoals hard aluminium of een magnesiumlegering, en de achterkant is gemaakt van staal of zwaar metaal van messing, waardoor de voorkant een verplaatsing produceert die veel groter is dan de achterkant. Volgens de wet van behoud van momentum en het werkingsprincipe van de transducer, is te zien dat het momentum aan beide zijden van de sectieplaat gelijk en tegengesteld is in richting, en dat de bewegingssnelheid omgekeerd evenredig is met de dichtheid. Aluminium wordt gebruikt als voorklep en staal als achterklep, en de verplaatsingsverhouding is ongeveer drie op één. In dit geval is de verplaatsing van het lichtmetalen oppervlak groot en kan een groot deel van de trillingsenergie die in de vibrator is opgeslagen, worden uitgestraald. De lichtmetalen voorkant is ontworpen om uit te lopen zodat deze past bij het harde aluminium (soortelijk gewicht 27) en water (soortelijk gewicht 1) om gerichte transmissie van ultrasone energie te vergemakkelijken.

De ultrasone generator is een elektronische oscillator met ultrasone frequentie. Wanneer de door de oscillator gegenereerde ultrasone frequentie wordt toegepast op de piëzo-ringen transducer van de ultrasone transducer, het piëzo-elektrische keramische element genereert longitudinale trillingen onder invloed van een elektrisch veld. Wanneer het piëzo-elektrische element ultrasoon oscilleert, lijkt het een kleine zuiger te zijn met een kleine amplitude van ongeveer 1 ~ 10-20 μm, maar de versnelling van deze trilling is erg groot, namelijk 10 ~ 103 maal de zwaartekrachtversnelling, dus de elektromagnetische oscillerende energie wordt omgezet in trillingsenergie. Deze enorme ultrasone energie beweegt zich in een specifieke richting.

3, ultrasone oscillator (aandrijfcircuit)