Застосування п'єзоелектричного керамічного перетворювача в ультразвуковому далекомірі

За останні 20 років, П'єзоелектричні керамічні перетворювачі швидко розвиваються вдома та за кордоном. Завдяки простоті виробництва, низькій вартості та хорошій стабільності він широко використовується в галузях електроніки, світла, тепла та акустики та має широкий розвиток. перспектива. Ультразвукові перетворювачі з п'єзоелектричної кераміки можуть створювати ультразвукові хвилі з хорошою спрямованістю. Вони ідеально підходять для вимірювання таких параметрів, як швидкість і відстань, і можуть працювати стабільно та надійно навіть у суворих умовах навколишнього середовища.

П'єзоелектричні ультразвукові перетворювачі виготовляються з використанням п'єзоелектричного ефекту п'єзоелектричних матеріалів. Поляризований п'єзоелектричний матеріал зазнає механічної деформації під дією прикладеного електричного поля. Це називається зворотним п'єзоелектричним ефектом. І навпаки, механічна деформація п’єзоелектричного матеріалу також створює напругу, яка називається позитивним п’єзоелектричним ефектом. Використовуючи зворотний п’єзоелектричний ефект, високочастотну напругу можна перетворити на високочастотну механічну вібрацію для генерації ультразвукових хвиль; позитивний п'єзоелектричний ефект також можна використовувати для перетворення отриманої ультразвукової вібрації в електричний сигнал. Так працює ультразвуковий перетворювач. Далекомірний перетворювач можна розглядати як мережу з чотирма полюсами J, яка має електричний і механічний кінець. Сила F і швидкість механічного кінця, напруга та струм електричної клеми є лінійними, де z є постійною напругою (або електричним імпедансом електричного короткого замикання; електричною провідністю при постійній швидкості; A називається фактором сили, і ці параметри, як правило, є функцією частоти.

Вибір п'єзоелектричних матеріалів

П’єзоелектричні матеріали для виготовлення перетворювача ультразвукового датчика включають п’єзоелектричні монокристали, полікристалічну п’єзоелектричну кераміку, п’єзоелектричні високополімери та п’єзоелектричні композитні матеріали. Серед них п’єзоелектрична кераміка з цирконат-титанату свинцю має такі переваги, як висока механічна міцність, стійкість до температури та вологості, низька вартість і хороший ефект електромеханічного з’єднання, і широко використовується в ультразвукових перетворювачах. Ультразвуковий перетворювач в ультразвуковому далекомірі використовує п’єзоелектричну кераміку з цирконат-титанату свинцю як матеріал вібратора.