Aksial vibrasjon av ultralydsvingere

Strukturen til multi-node disken ultralydtransdusere , hornfunksjonen er å forsterke ultralydamplituden, og den store disken kan forbedre transduserens peking. Arbeidsprinsippet for denne typen transduser er å koble et langsgående konisk horn og den langsgående piezoelektriske vibratoren for å vibrere luftmediet. Når multi-modus vibrasjon oppstår, vil flere tonehøyde sirkler produseres på piezoskiven. På begge sider av pitch-sirkelen har vibrasjonspunktene på overflaten av disken vibrerer motsatte faser, slik at det utstrålte lydfeltet svekkes av den motsatte fasekanselleringen. For å overvinne denne mangelen, kan tykkelsen på en sideskive av stigningssirkelen endres med en bølgelengde for å danne et konkavt-konveks spor for å kompensere faseforskjellen mellom stigningssirklene, og derved forbedre strålingseffektiviteten til transduseren. 

Det er mange relaterte forskningsinstitusjoner og produsenter i inn- og utland for å utvikle og produsere slike ultrasonisk avstandsavstandstransduser . Utvikling av ultralydtopografitransdusere med en arbeidsavstand på ca. 15m (National Natural Science Foundation og National Program Funding Project, nivåtransdusere produsert av Canadas Milltronics Company, alle tilhører multi-bølgelengde disktransdusere.

Eksperimenter viser at når transduseren opererer med en frekvens på 24 kHz og diameteren på disken er større enn 240 mm.Svingeren til multisegmentskiven har fordelene med høy følsomhet, stor arbeidsavstand (ca. 15m) og liten stråle halvvinkel flerbølgeskjøt. Ulempene med ultrasoniske avstandssensorkretser er av stor størrelse og komplisert av produksjonsprosessen.

Sandwich-transduserdiagrammet er en typisk ultralydtransduserstruktur som består av en front- og bakdekselplate, en piezoelektrisk vibrator og en spenningsskrue. Der bakdekselet vanligvis er i form av en sylinder; frontdekselet er stort sett i form av et konisk horn for å øke strålingsarealet i den akustiske undervannsapplikasjonen, fakkelen er vanligvis kuttet eller delvis kuttet for å passe til array-strukturen; De piezoelektriske vibratorene i midten er for det meste langsgående polariserte piezoelektriske keramiske skiver, eller de kan være radielt polariserte piezoelektriske keramiske rør. Høyfaste spenningsskruer brukes til å feste front- og bakdekselet og piezoelektriske vibratorer. Transduserstrukturen ble først foreslått av den franske fysikeren Lang Zhiwan, så den er også kjent som Langevin-transduseren.

Svingerne produsert av Bindicator i USA, WSS-serien med nivåtransdusere fra Sense of Germany og XTC/XPS-serien med nivåtransdusere fra Milltronics of Canada har også en sandwichstruktur. Som en avstandsmålingssensor , arbeidsfrekvensen til sandwich-transduseren er vanligvis mellom 15khz og 60 kHz, og topp-til-topp-verdien av pulsspenningen for spenning av den piezoelektriske vibratoren er vanligvis 3200 V, og et godt akustisk matchingslag er festet til strålingsoverflaten. Slike transdusere er i stand til å produsere høy akustisk energi. Sandwich-svingeren er klumpete og kostbar, og bruker mye strøm, men den er egnet å bruke i situasjoner der det kreves høy effekt eller stor skyvekraft.