powszechna metoda HIFU do testowania pola dźwiękowego (2)

Ze względu na złożoność pola dźwiękowego HIFU nie istnieje całkowicie idealna metoda jego pełnego wykrywania piezokrystaliczne HIFU . Pole dźwiękowe Ulepszony system bilansu promieniowania i hydrofon zostały z powodzeniem zastosowane do pomiaru pola HIFU o natężeniu dźwięku 5 kW/cm 2 i mocy akustycznej 500 W. Jest to zalecane przez chińską normę GB/T 19890-2005 „akustyczna, skupiona ultradźwiękowa moc akustyczna o wysokiej intensywności i pomiar charakterystyki pola dźwiękowego” – norma krajowa. Norma przeszła wymianę IEC i została szeroko rozpowszechniona za granicą. W lutym 2006 roku został on zacytowany w raporcie technicznym Narodowego Laboratorium Fizycznego (NPL) i przesłany do IEC/TC87 w celu przekazania do wszystkich krajów na świecie. To pokazuje, że chiński pomiar pola dźwiękowego HIFU. Badania standaryzacyjne osiągnęły czołową pozycję na świecie. Ciśnienie akustyczne w polu dźwiękowym o wysokiej intensywności skupionej ultradźwięków (H IFU) wynosi zwykle ponad 20 MPa, podciśnienie może przekraczać - 10 MPa, czemu towarzyszą silne efekty nieliniowe, kawitacja i przepływ dźwięku, które znacznie wpływają na dokładność urządzenia pomiarowego. 

niezależnie od tego, czy jest to metoda radiacyjna, pomiar hydrofonowy czy pomiar światłowodowy, należy wziąć pod uwagę zdolność urządzenia łożyskowego do wytrzymania pola dźwiękowego HIFU i niepewność pomiaru. Co więcej, wzrost temperatury spowodowany przez pole dźwiękowe HIFU za chwilę będzie miał również ogromny wpływ na czułość urządzenia pomiarowego, takiego jak czujnik, powodując odchylenie pomiaru i prawdopodobnie wygeneruje interakcję temperatury i ciśnienia akustycznego. Jeśli używany jest światłowód, temperatura i ciśnienie akustyczne spowodują zmiany kształtu i współczynnika załamania światła światłowodu. Dlatego też skuteczne oddzielenie interakcji między temperaturą i ciśnieniem akustycznym jest również głównym problemem w detekcji pola dźwiękowego HIFU. W pomiarze pola akustycznego HIFU kawitacja jest również jednym z czynników ograniczających dokładność pomiaru. Kiedy ciśnienie akustyczne przekroczy próg kawitacji, na urządzeniu pomiarowym zostanie wygenerowany niezwykle wysoki ciśnienie, strumień o dużej prędkości i fala uderzeniowa wygenerowana przez pęcherzyk kawitacyjny. Efekt jest nawet uszkodzony. Odgazowująca woda w pewnym stopniu łagodzi wpływ kawitacji na urządzenie pomiarowe, jednak gdy moc zostanie zwiększona do pewnego stopnia, w medium pomiarowym (woda odgazowana) powstanie duża ilość pęcherzyków kawitacyjnych, co będzie skutkować większym urządzeniem pomiarowym i wynikiem. Uderzenie. Krótko mówiąc, wykrywanie Ultradźwiękowy piezoelektryczny, wysokoogniskowy element nadal stanowi jedną z wąskich gardeł ograniczających rozwój technologii HIFU. Bezpieczny i skuteczny pomiar zależy od postępu badań nad kawitacją i propagacją nieliniową, a także od światłowodu, technologii czujnika i jego materiałów.

Piezoelektryczny czujnik ceramiczny do odbioru

Przetwornik jest ważną częścią gramofonu, który z kolei jest sercem przetwornika. Funkcja tego czujnika piezoelektrycznego polega na przekształceniu sygnału wibracji dźwięku nagrania na wyjściowy sygnał elektryczny w celu osiągnięcia celu nagrania. Ponieważ piezoelektryczny czujnik ceramiczny jest łatwiejszy w produkcji, jest tańszy, ma wyższą czułość i wyższą czułość niż inne typy czujników piezoelektrycznych. W obwodzie odtwarzającym nie są wymagane zalety przedwzmacniacza, dlatego w ostatnich latach w przetwornikach zaczęto stosować piezoelektryczne czujniki ceramiczne. Po pierwsze, struktura i zasada działania przetwornika. Wraz z rozwojem sprzętu audio, przetwornik został rozwinięty z poprzedniego przetwornika monofonicznego do stopnia przetwornika dwukanałowego (stereo). Dwukanałowy przetwornik składa się z obudowy, igły, czujnika piezoelektrycznego, gumowego elementu mocującego, wkładki tłumiącej i wspornika. Kiedy gramofon odtwarza, końcówka przetwornika porusza się wzdłuż rowka dźwiękowego płyty, generując syntetyczne wibracje mechaniczne. Część łącząca rozbija wibracje na dwie wzajemnie prostopadłe wibracje, a następnie odpowiednio przenosi końce dwóch piezoelektrycznych czujników ceramicznych, co powoduje, że piezoelektryczny czujnik ceramiczny generuje wibracje zginające, które są przekształcane i przywracane do lewego i prawego kanału poprzez dodatni efekt piezoelektryczny. Sygnał dźwiękowy. Przetworniki mono i przetworniki dwukanałowe mają podobną konstrukcję i działanie. Główna różnica między nimi polega na tym, że pierwszy ma czujnik piezoceramiczny, a drugi dwa czujniki piezoceramiczne.

Po drugie, czujnik piezoelektryczny

1 Piezoelektryczny czujnik ceramiczny przetwornika składa się z dwóch Arkusze ceramiki piezoelektrycznej o wysokiej ostrości i przeciwnych kierunkach polaryzacji. Konstrukcja ta nazywana jest ceramicznym czujnikiem piezoelektrycznym z podwójną membraną. Gdy końcówka przetwornika porusza się wzdłuż rowka dźwiękowego płyty, z rowka dźwiękowego wywierana jest niewielka siła od 1 do 5,9, co powoduje ściskanie jednego elementu ceramicznego czujnika piezoelektrycznego z podwójną membraną, a drugiego elementu elementu ceramicznego wydłużanie, wytwarzając w ten sposób naprężenie zginające, wytwarzające pole elektryczne odpowiadające prostopadłości do naprężenia pomiędzy elektrodami zewnętrznej powierzchni ceramicznego czujnika piezoelektrycznego. Napięcie wyjściowe typowego piezoelektrycznego czujnika ceramicznego z podwójną membraną wynosi około 1 SV. Aby uzyskać czułość elektryczną przy wysokim napięciu i szerokie pasmo przenoszenia, piezoelektryczny materiał ceramiczny powinien mieć dużą stałą napięcia piezoelektrycznego wynoszącą 9 3 , wysoki współczynnik sprzężenia poprzecznego elektromechanicznego R 3 1 i duży dielektryk. Stała ekspansja, niskie Q mechaniczne. Wartość miękkiego piezoelektrycznego materiału ceramicznego dla zasady działania ceramiki piezoelektrycznej, dla uproszczenia najpierw omówimy płytki monolityczne. Pojedynczy piezoelektryczny arkusz ceramiczny przykłada siłę ściskającą lub siłę rozciągającą F pomiędzy dwiema powierzchniami końcowymi prostopadłymi do powierzchni dwóch elektrod. Dzięki dodatniemu efektowi piezoelektrycznemu na elektrodzie powstaje ładunek Q proporcjonalny do siły F, a zależność wynosi d jest grubością pojedynczego elementu. , absolutna absolutna stała dielektryczna ceramiki piezoelektrycznej. W odniesieniu do pojemności elektrostatycznej C, b jest szerokością pojedynczego elementu. Napięcie V pomiędzy elektrodami jest takie, że impedancja mechaniczna monolitycznego piezoelektrycznego czujnika ceramicznego jest zbyt duża i igła nie może poprawnie śledzić rowka dźwiękowego. . Jeśli zamieni się go na pasek i obie części połączy się w czujnik typu z podwójną membraną, a jeden koniec zostanie unieruchomiony, drugi koniec będzie zmuszony do wytworzenia wibracji zginających. Wibracje zginające cienkiego, długiego czujnika ceramicznego piezoelektrycznego z podwójną membraną są wyższe niż w przypadku monolitycznego czujnika ceramicznego piezoelektrycznego. Podobnie piezoelektryczny czujnik ceramiczny z podwójną membraną może również uzyskać napięcie wyjściowe proporcjonalne do siły zewnętrznej.

3. Ceramika piezoelektryczna do domowych gramofonów
W czujniku gramofonu typu 206 zastosowano czujnik piezoelektryczny typu z podwójną membraną. Autorzy wykorzystali trójskładnikowy piezoelektryczny materiał ceramiczny z kwasem niobowym i ołowiem do wykonania piezoelektrycznego czujnika ceramicznego spełniającego wymagania przetwornika. Wzór chemiczny trójskładnikowej ceramiki piezoelektrycznej ma na celu poprawę właściwości materiału poprzez zastąpienie niewielkiej części Pb. Główne wskazania przedstawiono w tabeli. Ceramiczny czujnik piezoelektryczny z podwójną membraną wykonany z tego materiału.

Po czwarte, zastosowanie energii cieplnej w wysokiej temperaturze pierwiastków ziem rzadkich. Ponieważ tlenki metali ziem rzadkich są odporne na wysokie temperatury i nie ulegają łatwo rozkładowi, są stabilne nawet w wysokich temperaturach, a ich opór właściwy jest niewielki, dzięki czemu zakres temperatur jest szeroki. Nie ma efektów piezoelektrycznych, polaryzacyjnych itp. Mają one również zalety termistorów wysokotemperaturowych z innych materiałów: współczynnik temperaturowy rezystora jest duży i może bezpośrednio wskazywać temperaturę. Sygnał wyjściowy jest mocny, a obwód sterujący jest prosty i nie wymaga stosowania obwodu wzmacniającego. Kompensacja przesunięcia zera i przewody kompensacyjne nie są wymagane w przypadku pomiarów i rysowania na duże odległości. Dlatego termistor wysokotemperaturowy pierwiastków ziem rzadkich jest jednym z czujników o dużym zastosowaniu i szerokim zasięgu i może być stosowany w następujących aspektach.

System detekcji wysokiej temperatury dla różnych statków powietrznych w technologii lotniczej

Zapobiegaj zanieczyszczeniu środowiska spowodowanemu spalinami samochodu i służy do wykrywania i ekstrakcji temperatury gazów spalinowych.