Aplicarea traductorului ceramic piezoelectric în telemetru cu ultrasunete

În ultimii 20 de ani, traductoarele piezoelectrice din ceramică s-au dezvoltat rapid în țară și în străinătate. Datorită producției sale simple, costului scăzut și stabilității bune, a fost utilizat pe scară largă în domeniile electronicii, luminii, căldurii și acusticii și are o dezvoltare largă. perspectivă. Traductoarele cu ultrasunete realizate din ceramică piezoelectrică pot produce unde ultrasonice cu o directivitate bună. Sunt ideale pentru măsurarea parametrilor precum viteza și distanța și pot funcționa stabil și fiabil chiar și în condiții de mediu dure.

Traductoarele piezoelectrice cu ultrasunete sunt realizate folosind efectul piezoelectric al materialelor piezoelectrice. Materialul piezoelectric polarizat suferă o deformare mecanică sub acțiunea unui câmp electric aplicat. Acesta se numește efect piezoelectric invers. În schimb, deformarea mecanică a materialului piezoelectric generează și o tensiune, care se numește efect piezoelectric pozitiv. Prin utilizarea efectului piezoelectric invers, tensiunea de înaltă frecvență poate fi convertită în vibrații mecanice de înaltă frecvență pentru a genera unde ultrasonice; efectul piezoelectric pozitiv poate fi folosit și pentru a converti vibrația ultrasonică recepționată într-un semnal electric. Așa funcționează traductorul cu ultrasunete. Un traductor de măsurare a distanței poate fi privit ca o rețea cu patru terminale J având un capăt electric și un capăt mecanic. Forța F și viteza capătului mecanic, tensiunea și curentul terminalului electric sunt liniare între ele, în care z este o tensiune constantă (sau impedanța electrică a unui scurtcircuit electric; conductanța electrică la o viteză constantă; A se numește factor de forță, iar acești parametri sunt în general o funcție de frecvență.

Alegerea materialelor piezoelectrice

Materialele piezoelectrice pentru fabricarea traductorului cu senzori ultrasonici includ monocristale piezoelectrice, ceramică piezoelectrică policristalină, polimeri înalți piezoelectrici și materiale compozite piezoelectrice. Printre acestea, ceramica piezoelectrică cu titanat de zirconat de plumb are avantajele rezistenței mecanice ridicate, rezistenței la temperatură și umiditate, costuri reduse și efect de cuplare electromecanic bun și au fost utilizate pe scară largă în traductoarele cu ultrasunete. Traductorul cu ultrasunete din telemetrul ultrasonic folosește ceramica piezoelectrică de titanat de zirconat de plumb ca material vibrator.