Modul de vibrație radială al traductorului cu ultrasunete

Modelarea și experimentarea traductorului ultrasonic în mediul aerian, banda de frecvență a Senzorul cu ultrasunete este în general îngust, ceea ce îi afectează direct performanța de detectare pentru ținte în mișcare de mare viteză. Pentru a rezolva banda îngustă a senzorului ultrasonic, un traductor micro-miniatural poate fi utilizat ca receptor auxiliar în traductorul ultrasonic combinat pentru a lărgi lățimea de bandă de recepție a traductorului combinat. Traductorul este un traductor compozit piezoelectric din metal de tip tensiune la încovoiere, care este compus din două carcase subțiri de metal de formă subțire, care strâng o placă ceramică piezoelectrică (vibrator piezoelectric) polarizat în direcția grosimii. Sub excitarea câmpului electric alternant al frecvenței ultrasonice, vibrația de întindere cu impedanță mare și cu rază mică a vibratorului piezoelectric este convertită într-o deplasare cu impedanță scăzută, pe axa mare a cavității subțiri a carcasei metalice, iar unda ultrasonică este radiată în mediul aerian. În schimb, atunci când undele ultrasonice acționează asupra traductorului, carcasa metalică subțire este deformată, ceea ce face ca vibratorul piezoelectric să sufere vibrații de întindere radială și să genereze o sarcină alternativă între cei doi electrozi. Acesta este principiul de bază de lucru al traductorului ca generator și receptor de ultrasunete. Este foarte potrivit pentru a face o unitate de microdeplasare cu deplasare mică, greutate ușoară, cursă mare și receptor ultrasonic micro-mic cu frecvență de rezonanță mai mică. Un efecte ale parametrilor materiale și structurali ai traductorul de distanță cu ultrasunete pe modurile sale radiale și longitudinale de vibrație este o condiție prealabilă pentru proiectarea și fabricarea traductorului.

Modul de vibrație radială a traductorului

Modul de vibrație radială al Senzorul ultrasonic de găsire a intervalului este strâns legat de câmpul electric de excitație aplicat, parametrii materiale și structurali ai vibratorului piezoelectric dintre ei sunt derivați mai jos. Vibratorul piezoelectric este polarizat de-a lungul direcției axei Z (adică direcția axială), raza lui este Ro și grosimea sa este ho; partea inferioară a raliului are forma unui inel, diametrul său exterior este Ro, iar diametrul său interior este R, presupunând că câmpul piezoelectric alternativ este aplicat pe cele două plane circulare ale vibratorului, iar vectorul de stres T și vectorul de intensitate a câmpului electric E sunt variabile independente, iar vectorul de deformare S și vectorul de deplasare electrică D sunt variabile dependente, apoi coordonatele 8 (zoelectrice) electrice. ecuația poate fi exprimată unde s este matricea constantă elastică a materialului piezoelectric în condiții de câmp electric constant, d reprezintă matricea constantă a deformarii piezoelectrice și T este matricea constantă dielectrică liberă a materialului piezoelectric. Muchia este legată de vibratorul piezoelectric pentru a forma un compozit piezo-ceramic metalic.

Deoarece înălțimea H a carcasei este mică, adică vibrația normală a Senzorul de măsurare a distanței cu ultrasunete poate fi studiat aproximativ în funcție de vibrația simetrică a plăcii subțiri circulare cuprinse la periferie. Se știe că o placă subțire circulară are o rază de R și este simetrică față de axa Z, iar sarcina aplicată la limita acesteia este, de asemenea, simetrică față de axa Z, astfel încât suprafața curbă elastică a plăcii subțiri trebuie să fie simetrică față de axa Z. Prin urmare, analiza vibrației libere a plăcii subțiri în sistemul de coordonate polare poate simplifica această problemă. Fie deflexia plăcii subțiri circulare în orice moment t în timpul procesului de vibrație .atunci ecuația diferențială de vibrație liberă descrie tipul sandwich periferic poate fi exprimată.

Traductor cu ultrasunete cu rază lungă

Traductor cu ultrasunete cu proprietăți fizice