Axiella vibrationer av ultraljudsgivare

Strukturen för multi-nodskivan ultraljudsgivare , hornfunktionen är att förstärka ultraljudsamplituden, och den stora skivan kan förbättra givarens pekning. Arbetsprincipen för denna typ av givare är att ansluta ett längsgående koniskt horn och den längsgående piezoelektriska vibratorn för att vibrera luftmediet. När multi-mode vibration uppstår, kommer flera stigningscirklar att produceras på piezoskivan. På båda sidor av stigningscirkeln har vibrationspunkterna på skivans yta motsatta faser, så att det utstrålade ljudfältet försvagas av den motsatta fasutsläckningen. För att övervinna denna brist kan tjockleken på en sidoskiva i delningscirkeln ändras med en våglängd för att bilda ett konkavt-konvext spår för att kompensera fasskillnaden mellan delningscirklarna och därigenom förbättra strålningseffektiviteten hos omvandlaren. 

Det finns många relaterade forskningsinstitutioner och tillverkare hemma och utomlands för att utveckla och producera sådana ultraljudsavståndsgivare . Utveckling av topografiomvandlare för ultraljud med ett arbetsavstånd på cirka 15 m (National Natural Science Foundation och National Program Funding Project, nivågivare producerade av Kanadas Milltronics Company, alla tillhör flervåglängdsskivgivare.

Experiment visar att när givaren arbetar med en frekvens på 24 kHz och skivans diameter är större än 240 mm. Givaren på multisegmentskivan har fördelarna med hög känslighet, stort arbetsavstånd (cirka 15 m) och liten stråle halvvinkel flervågsfog. Nackdelarna med ultraljud avstånd sensor kretsar är stora och komplicerade av tillverkningsprocessen.

Sandwich-transduktordiagrammet är en typisk ultraljudstransduktorstruktur som består av en främre och bakre täckplatta, en piezoelektrisk vibrator och en spänningsskruv. Om det bakre locket vanligtvis har formen av en cylinder; det främre höljet är mestadels i form av ett koniskt horn för att öka strålningsarean i den akustiska undervattensapplikationen, flänsen är vanligtvis skuren eller delvis skuren för att passa arraystrukturen; De piezoelektriska vibratorerna i mitten är mestadels longitudinellt polariserade piezoelektriska keramiska skivor, eller så kan de vara radiellt polariserade piezoelektriska keramiska rör. Höghållfasta spänningsskruvar används för att fästa de främre och bakre kåporna och piezoelektriska vibratorer. Transduktorstrukturen föreslogs först av den franske fysikern Lang Zhiwan, så den är också känd som Langevin-transduktorn.

Givarna som tillverkas av Bindicator i USA, WSS-serien av nivågivare från Sense of Germany och XTC/XPS-serien av nivågivare från Milltronics i Kanada har också en sandwichstruktur. Som en avståndsmätningssensor , arbetsfrekvensen för sandwichgivaren är vanligtvis mellan 15khz och 60 kHz, och topp-till-topp-värdet för pulsspänningen för att excitera den piezoelektriska vibratorn är vanligtvis 3200 V, och ett bra akustiskt matchande lager är fäst på strålningsytan. Sådana givare är kapabla att producera hög akustisk energi. Sandwichgivaren är skrymmande och kostsam och drar mycket ström, men den är lämplig att använda i de situationer där hög effekt eller stor dragkraft krävs.