Принцип і механічна деформація п'єзоелектричного керамічного перетворювача

Основна роль п'єзоелектричного керамічного кристала під час роботи буде механічно деформуватися з кількістю змін напруги та частоти. З іншого боку, коли п’єзоелектрична кераміка вібрує, генерується електричний заряд. Використовуючи цей принцип, коли електричний сигнал подається на вібратор, що складається з двох п’єзоелектричних керамічних матеріалів або п’єзоелектричної кераміки з металевим шматком, ультразвуковий сигнал випромінюється через вібрацію згину, коли подається електричний сигнал. Навпаки, коли датчик ультразвукової вібрації прикладається до біморфного п’єзоелемента, генерується електричний сигнал. Виходячи з наведених вище ефектів, П'єзокерамічний прямокутний п'єзоелектричний перетворювач можна використовувати як ультразвукові датчики.

Принцип дії перетворювача a П'єзоелектрична керамічна пластина виглядає наступним чином. Коли до цієї п'єзокерамічної пластини прикладається тиск або напруга, протилежні кінці п'єзокерамічної пластини генеруватимуть заряд протилежної полярності та формуватимуть струм через ланцюг. Цей ефект називається п'єзоелектричним. Якщо перетворювач з цієї п'єзокераміки помістити у воду, то під дією звукових хвиль на двох його кінцях будуть індукуватися заряди. Це приймач звукових хвиль. Крім того, п'єзоелектричний ефект є оборотним. Якщо до п’єзоелектричного керамічного листа прикладати змінне електричне поле, п’єзокерамічний лист іноді ставатиме тоншим і товщим, і водночас він буде вібрувати та випромінювати звукові хвилі. Таким чином також вирішується проблема ультразвукового передавача.

Стехіометричне співвідношення п'єзоелектричного керамічного листа відхиляється. Виступ в завод з виробництва п'єзоелектричних керамічних циліндрів важко стабільно контролювати. Це спричиняє забруднення кільця під час роботи та загрожує здоров’ю людей. У цей час для внутрішнього електрода часто використовують дорогоцінні метали, такі як платина, що значно збільшує вартість пристрою. Щоб запобігти випаровуванню свинцю та зменшити втрати свинцю, його можна спекати в закритому контейнері та додавати надлишкові компоненти свинцю, але цьому слід запобігти, знизивши температуру спікання. Менші втрати свинцю можуть також заощадити енергію.