Radiell vibrasjonsmodus for ultralydsvingeren

Modellering og eksperiment av ultralydsvinger i luftmediet, frekvensbåndet til ultralydsensoren er generelt smal, noe som direkte påvirker deteksjonsytelsen for høyhastighets bevegelige mål. For å løse det smale båndet til ultralydsensoren, kan en mikro-miniatyrtransduser brukes som en hjelpemottaker i den kombinerte ultralydtransduseren for å utvide mottaksbåndbredden til den kombinerte transduseren. Svingeren er en piezoelektrisk kompositttransduser av metall med bøyestrekk, som er sammensatt av to tynne metall-tynne skall som ligger sammen med en piezoelektrisk keramisk skive (piezoelektrisk vibrator) polarisert i tykkelsesretningen. Under eksitasjonen av det vekslende elektriske feltet med ultralydfrekvens, omdannes høyimpedansen og strekkvibrasjonen med liten radius til den piezoelektriske vibratoren til en lavimpedans, storakset forskyvning av det tynne metallskallhulrommet, og ultralydbølgen utstråles til luftmediet. Omvendt, når ultralydbølgene virker på transduseren, deformeres det tynne metallskallet, noe som får den piezoelektriske vibratoren til å gjennomgå radiell strekkvibrasjon og generere en vekslende ladning mellom de to elektrodene. Dette er det grunnleggende arbeidsprinsippet til transduseren som en ultralydgenerator og mottaker. Den er veldig egnet til å lage liten forskyvning, lav vekt, storslags mikroforskyvning og mikroliten ultralydmottaker med lavere resonansfrekvens. En effekter av materialet og strukturelle parametere til ultrasonisk avstandstransduser på sin radielle og langsgående vibrasjonsmodus er en forutsetning for design og fabrikasjon av svingeren.

Radial vibrasjonsmodus for svingeren

Den radielle vibrasjonsmodusen til ultralydavstandssensoren er nært knyttet til det påførte elektriske eksitasjonsfeltet, materialet og strukturelle parametere til den piezoelektriske vibratoren mellom dem er utledet nedenfor. Den piezoelektriske vibratoren er polarisert langs Z-aksens retning (dvs. den aksiale retningen), dens radius er Ro, og dens tykkelse er ho; bunnen av rallyet er i form av en ring, dens ytre diameter er Ro, og dens indre diameter er R, forutsatt at alternerende piezoelektrisitetsfelt påføres de to sirkulære planene til vibratoren, og spenningsvektoren T og den elektriske feltstyrkevektoren E er uavhengige variabler, og tøyningsvektoren S og den elektriske forskyvningsvektoren D er de avhengige variablene,(r) form Den piezoelektriske ligningen kan uttrykkes der s er den elastiske ettergivende konstantmatrisen til det piezoelektriske materialet under konstante elektriske feltforhold, d representerer den piezoelektriske tøyningskonstantmatrisen, og T er den frie dielektriske konstantmatrisen til det piezoelektriske materialet. frekvensen til svingeren.

Siden høyden H på huset er liten, det vil si den normale vibrasjonen til ultrasonisk avstandsmålingssensor kan studeres omtrent i henhold til den symmetriske vibrasjonen til den sirkulære tynne platen som er klemt i periferien. Det er kjent at en sirkulær tynn plate har en radius på R er symmetrisk om Z-aksen, og belastningen som påføres grensen til den er også symmetrisk om Z-aksen, så den elastiske buede overflaten til den tynne platen må være symmetrisk om Z-aksen. Derfor kan en analyse av den frie vibrasjonen til den tynne platen i det polare koordinatsystemet forenkle dette problemet. La avbøyningen av den sirkulære tynne platen på et hvilket som helst tidspunkt t under vibrasjonsprosessen. Da kan den frie vibrasjonsdifferensialligningen beskrive den perifere sandwichtypen.

Lang rekkevidde ultralydsvinger

Ultralydsvinger med fysiske egenskaper