Новини

Ви тут: додому / Новини / Основи п'єзоелектричної кераміки / Режим згинальних коливань п'єзоелектричного керамічного вібратора

Режим згинальних коливань п'єзоелектричного керамічного вібратора

Перегляди: 13 Автор: Редактор сайту Час публікації: 2018-10-30 Походження: Сайт

Запитуйте

Якщо два товстих Листи п’єзодисків з матеріалу PZT5, що мають однакову товщину та поляризовані електроди, з’єднані разом, коли збуджувальне електричне поле ззовні може подовжити один із листів, а інший шматок вкоротити, може виникнути вібрація згинання. Для листів, скріплених у протилежних напрямках поляризації, живлення підключається послідовно, а листи, скріплені в тому самому напрямку поляризації, підключаються паралельно до джерела живлення. Коли верхній електрод прикладеної напруги позитивний, а нижній електрод негативний, прикладене електричне поле верхнього листа протилежне напрямку поляризації, лист подовжується, напрямок поляризації нижнього листа такий самий, як напрямок прикладеного електричного поля, і лист скорочується, щоб отримати опуклу вигнуту форму; Потім утворюється увігнута крива. При застосуванні змінного електричного поля виникає згинальна вібрація.

При згинальній вібрації верхня частина має бути подовжена (вкорочена), нижня частина розводка п'єзокерамічних дисків укорочена (подовжена), і повинна бути поверхня, яка не є ні подовженою, ні вкороченою посередині. Для листа однакової товщини ця сторона є поверхнею склеювання. На клейкій поверхні не розтягується і не коротшає, є дві точки a і b, які залишаються нерухомими під час вібрації. Ці дві точки називають вузлами. У двох клейових аркушах електричне поле збуджує лише один із них, створюючи вібрацію згинання. Подібним чином, якщо два п’єзоелектричні керамічні листи з’єднати з тонким металевим листом або п’єзокерамічний лист з’єднати з тонким металевим листом, може виникнути вібрація на вигин.

Співвідношення між резонансною частотою режиму вібрації при вигині товщини та довжиною плівки та загальною товщиною скріпленого листа є:

DGIF680@5@E}%`J4Y5(4I8V

Тут постійна частоти, яка є коефіцієнтом, пов’язаним з хвильовим числом, y – модуль Юнга, а ρ – щільність п’єзокераміки. Відносна ширина смуги згинальних коливань товщини смуги становить 0,25-3%, а застосовуваний діапазон частот становить від 500 Гц до 20 кГц. Розмір таких вібраторів зазвичай становить: l=(6~10)w, w≥3,5t.

По-друге, режим вібрації при вигині смуги:

Розділивши електрод, окремий керамічний шматок п’єзоелектричний ультразвуковий перетворювач може бути підданий згинальній вібрації в напрямку ширини (або в режимі згинальної вібрації), і електрод розділений на дві частини вздовж центральної лінії електродів двох сторін довгого шматка кераміки, що еквівалентно двом ультразвуковим п’єзоелектричним керамічним листам, скріпленим разом. Якщо до розділених пар електродів прикладати змінне електричне поле, можуть виникати згинальні коливання в напрямку ширини. Оскільки поверхневий електрод однієї п’єзокерамічної деталі розділений на дві пари електродів, існує два способи збудження згинальної вібрації:

95I]80[3B{WM5I@@Z%XU@B8

Резонансна частота режиму вібрації на вигин довгої смуги:

IOVEF4%YOEEQG@5XG8))KJ

w - ширина керамічного листа; l – довжина керамічного листа; y — модуль Юнга; k - хвильове число; ρ – щільність кераміки.

По-третє, товщина режиму вібрації на вигин диска:

Якщо дві пластини в режимі радіальної вібрації з’єднати разом, поляризувати та збудити так само, як і довгі смужки, виходить вібрація товщини пластини. Резонансна частота цього згинального коливання становить

UOX6UZ0YA59H5T]$7FA6HPK

Режим вібрації зсуву товщини:

Режим товщинної зсувної вібрації ультразвукового п’єзоелектричного дискового датчика характеризується тим, що поверхні електродів паралельні напрямку поляризації. Під дією змінного електричного поля п’єзокерамічний лист створює вібрацію зсуву по товщині. Ця вібрація є відносною деформацією ковзання вздовж напрямків довжини та товщини двох протилежних поверхонь п’єзоелектричного тіла, паралельних напрямку поляризації. Частинка зміщується вздовж напрямків довжини та товщини, а хвиля поширюється вздовж товщини. Резонансна частота режиму коливань товщини зсуву

[Q}JJ{]RD$D2@(]XEO{9I7

режим вібрації пастки:

Коли площа електрода п’єзоелектричних дисків з п’єзокерамічних матеріалів є малою відносно площі керамічного листа, відповідна площа електрода та навантаження на його металеву масу можуть спричинити так зване явище захоплення. Після виникнення пастки енергія збудження обмежується під точковим електродом і експоненціально спадає навколо. У цій точці область точкового електрода та сусідній край утворюють незалежну вібраційну систему. Вібрація захоплення насправді є вібрацією розтягування товщини. Оскільки електрод цього вібратора невеликий, його також називають точковим вібратором або вібратором з точковим електродом. Основна резонансна частота цього осцилятора дорівнює

O%RR@5}R[Y0JG_2Y$TI]Z5