功率型压电陶瓷的分类及研究进展综述

功率型压电材料是大功率换能器及压电变压器等的核心功能材料,广泛应用于声纳系统、超声检测、振动控制及其它机电设备等。尽管其组成和制备方法与其他压电材料类似,但特定的使用目的对功率型压电材料提出了特殊的综合性能要求。本文基于对功率型压电陶瓷材料组成的分类归纳,综述了该材料的性能特点、国内外研究进展,并对现存问题和应用前景进行了论述。     

检测超声换能器的校准与性能测量

检测超声换能器的性能是设计制造者和使用者都十分关心的问题。本文就超声换能器的几个主要整体性能——灵敏度、时间响应(传输函数)、空间响应(指向性和声场分布)以及等效电阻抗的测量与校准技术作了简要的综述。其中以灵敏度和时间响应的测量和校准为重点介绍了各种方法的原理和适用范围,并对其特点和局限性作了分析。     

中国科学院声学计量测试站通过国家技术监督局计量标准考核和认证

中国科学院声学计量测试站于1988年12月16日至17日按“中华人民共和国计量法”的要求通过了国家技术监督局的计量标准考核和计量认证。通过考核的计量标准有:电声检定标准装置(一级)、水声换能器校准测试装置(一级)和压电加速度计检定标准(二级),由此该站可以进行声学量值的传递,检定标准电容传声器、声级校准器、声级计、标准噪声源、标准水听器及压电加速度计等声学计量器具和带通滤波器、声频放大器等声学测量仪器。通过计量认证的有关产品质量检验的测试项目有:声学实验室(消声室、半消声室、混响室等)性能测试、噪声源(机电产品)声功率级测试、环境噪声和工业噪声测试、厅堂音质测试、水     

压电复合材料换能器

压电复合材料是将压电陶瓷与聚合物材料按一定的连通方式、一定的体积百分比和一定的空间分布复合而成的。它可以提高材料的某些压电性能,并具有常用压电陶瓷材料所没有的某些优良性能。在过去的十几年中材料研究者们做了大量工作并取得实用性进展。     

800Hz Terfenol-D鱼唇式弯张换能器

本文研制了800Hz Terfenol-D鱼唇式弯张换能器，换能器设计中采用永磁偏磁场和能有效抑制涡流损耗的闭合磁路结构，最高声源级185dB，-3dB带宽180Hz,这种鱼唇工弯张换能器克服了连续直流提供偏磁场时发热强的缺点，并且仅需要普通的功率放大器，更适于长时间连续工作，使这一新型低频大功率水声换能器趋于实用化。     

向空气中辐射超声波的环形压电换能器

超声压电换能器向空气中辐射超声波的主要缺点是效率低,这是由于压电材料的声阻抗与空气的声阻抗严重失配(差5个数量级)。有两种途径可提高换能器向空气中辐射声波的效率,一是采用多层结构的匹配技术,二是设计高、低声阻抗材料相组合的换能器。作者遵循后一种方法设计并制作了一种新的高效压电换能器。它是将压电圆环埋置在低阻抗的弹性材料(塑料或树脂)中而成的,如图1所示。     

大功率超声用有源频率自动跟踪系统

在超声加工中,大振幅换能振子的频率漂移是一个多途径在解决的问题。本文介绍的频率跟踪电路利用了运算放大器的函数运算特性,对换能器的传输函数进行补偿,较容易地实现了一个频段上的频率跟踪。     

联合聚能器的理论分析和计算

本文讨论了二级联合聚能器的设计方法。从一般形式出发,引入二个不同的形状函数,根据联合聚能器各部分的边界条件和连续条件,按一维问题考虑,推导出了有负载情况下二级联合聚能器的通用频率方程和振速放大系数,还导出了计算联合聚能器各点的位移,振速,应变,纵向弹性力,应力的关系表达式。在上述的表达式中,只要代入所需的二个形状函数,便能推得指定形状下设计二级联合聚能器所需的各种表达式。在某些条件的假定下,可以推出各种简化情况下的有关表达式,为今后功率超声换能器的设计提供必要的数据。     

同时发射和接收纵波和横波的压电复合材料换能器

通过控制压电复合材料中压电相的分布形式，本文具有在百度模振动的１－３型压电复合材料和具有扭转模振动的拼接２－２型压电复合材料组合在一起，构成一种混俣模式压电材料，并测试了这种压电材料晶片的性能参数，使用这种晶片作的换能器可以根据使用者的要求，单独产生纵波或横波，也可同时产生这两种波。     

换能器前辐射头与轴向相平行方向的弯曲振动

复合棒型换能器前面的变截面组件在工作时常伴有弯曲振动现象，这在一定程度上会影响换能器的工作性能；利用复合棒型换能器的纵向振动基频与前辐射头弯曲振动的恰当耦合，可展宽换能器的频带。本文用有限元法，研究了前辐射头在声换能器组成中的弯曲振动问题，与测试结果相吻合。