Фізичне зображення розробленого та виготовленого п’єзоелектричного перетворювача дискового типу. Щоб зменшити вплив багатопроменевого шуму, використовуючи згадану вище зону Френеля звукового поля, ультразвуковий перетворювач розташовується трохи вище, ніж випромінювальна поверхня (або акустичне вікно) п’єзоелектричного перетворювача, щоб заблокувати навколишнє середовище від цілі. Безлад відбивається від об’єкта. Експерименти показали, що це вимірювання може зменшити перешкоди, відбиті від об’єктів навколо цілі. Процедура тестування вимірювальних характеристик ультразвукових перетворювачів така: перетворювач періодично збуджується високовольтним імпульсним джерелом живлення, а пік напруги на перетворювачі в різних точках частоти спостерігається та реєструється осцилографом; в той же час перетворювач періодично спостерігають і записують як ехо-сигнал. Результуючий пік напруги (не підсилюється). Відношення пікового значення вихідної напруги перетворювача до пікового значення напруги збудження перетворювача під дією сигналів збудження різної частоти приблизно відображає добротність або робочу смугу частот перетворювача. Тут відлуння – це ультразвуковий сигнал, відбитий від стіни на відстані 1 метра від датчика.
Електромеханічне узгодження імпедансу ультразвукового перетворювача для глибини дуже важливо для розуміння характеристик імпедансу п’єзоелектричних перетворювачів. В іншому випадку неможливо застосувати технологію електромеханічного узгодження імпедансу для проектування ланцюгів передачі та прийому ультразвуку, що серйозно вплине на продуктивність ультразвукових датчиків. Крім того, враховуючи простоту реалізації схеми передачі ультразвуку, імпульсний трансформатор зазвичай використовується для безпосереднього посилення низькочастотного ультразвукового імпульсного сигналу. Для таких ультразвукових передавальних схем, завдяки високій частоті ультразвуку.
Еквівалентна схема п’єзоелектричного вібратора визначає послідовну резонансну частоту f п’єзоелектричного вібратора з послідовної індуктивності L і послідовної ємності C у відносно вузькому діапазоні частот, тобто в частотній точці ємнісний реактивний опір Xc еквівалентної ємності C тощо. Індуктивний реактивний опір XL підводного акустичного перетворювача має однакову величина і протилежна фаза. Таким чином, імпеданс п'єзоелектричного вібратора}Z{ досягає мінімального значення, величина якого визначається еквівалентним опором R. В околицях fr п'єзоелектричні перетворювачі є найбільш ефективними як ультразвукові передавачі. Еквівалентна паралельна ємність Co та індуктивність L і ємність C разом визначають іншу резонансну частоту п’єзоелектричного вібратора, яка називається антирезонансною частотою fa, яка трохи вища за співвідношення. Антирезонансна частота не в порядку. На цій частоті імпеданс}Z п'єзогенератора досягає максимального значення; поблизу дитини перетворювач є найефективнішим приймачем. Зовнішні еквівалентні паралельні ємності, такі як зовнішні кабелі, розетки та схеми приймача п’єзоелектричного вібратора, зсуватимуть антирезонансну частоту п’єзоелектричного вібратора, але не впливатимуть на послідовну резонансну частоту. Крім того, паралельна ємність Co як навантаження змінного струму зменшить амплітуду ехо-сигналу; в той же час, резонансний опір п'єзоелектричного осцилятора буде зменшено, так що контур ультразвукової передачі повинен забезпечити більше значення струму, щоб забезпечити його застосування до обох кінців п'єзоелектричного вібратора. Амплітуда напруги відповідає проектним вимогам.
Імпеданс п'єзоелектричного вібратора знаходиться в певній точці частоти (крім резонансної частоти). Характеристики імпедансу ультразвукового вимірювального перетворювача глибини можна виразити як послідовні, паралельні ємнісні або індуктивні еквівалентні схеми R — послідовний опір, а Xs — послідовний імпеданс. ; Rp являє собою паралельний опір, а Xp являє собою паралельний імпеданс. Значення резонансного опору п'єзогенератора R (R=RS=Rp) є одним із важливих параметрів п'єзоелектричних перетворювачів. Наступні кроки можуть бути використані для визначення значення R: Спосіб з’єднання випробувального приладу та п’єзоелектричного вібратора, початкове значення якого потенціометра становить 1kS2o. Регулювання частоти генератора синусоїдального сигналу до тих пір, поки амплітуда синусоїдального сигналу, що відображається осцилографом, не покаже мінімальне значення. У цей час частота генератора сигналу близька до частоти п'єзоелектричного перетворювача. робоча частота. Від'єднайте клему п'єзоелектричного вібратора та відрегулюйте опір потенціометра до 0 (коротке замикання), щоб записати амплітуду сигналу, що відображається осцилографом. Знову підключіть п’єзоелектричний вібратор до випробувального контуру та відрегулюйте опір потенціометра, доки амплітуда сигналу, що відображається осцилографом, не становитиме рівно половину амплітуди сигналу, коли п’єзоелектричний вібратор розімкнутий. Зняття потенціометра з випробувального кола та вимірювання опору потенціометра мультиметром. Резонансний опір п'єзоелектричного вібратора дорівнює сумі внутрішнього опору генератора сигналів і опору потенціометра. Випробовувався п'єзоелектричний дисковий перетворювач. Резонансна частота перетворювача становила 24,5 кГц, а резонансний опір становив приблизно 475 SZo. Узгодження імпедансу приймального ультразвукового датчика глибини ехолота знаходиться в приймальному контурі. Передбачено використання високоімпедансного попереднього підсилювача, імпеданс якого набагато більший, ніж резонансний опір R перетворювача. Таким чином, попередній підсилювач може бути безпосередньо перетворений
Hubei Hannas Tech Co., Ltd є професійним виробником п’єзоелектричної кераміки та ультразвукових перетворювачів, присвячений ультразвуковим технологіям і промисловим застосуванням.
