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相似文献
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1.
1-3型压电复合材料宽带水声换能器研究   总被引:7,自引:1,他引:6  
张凯  蓝宇  李琪 《声学学报》2011,36(6):631-637
1-3型压电复合材料换能器具有重量轻、声阻抗率低等优点,复合材料换能器带宽的拓展一般采用匹配层的方法。采用厚度振动模态理论、横向模态理论和有限元方法对1-3型压电复合材料换能器进行研究,应用ANSYS软件建立换能器的有限元模型,然后进行结构优化,最终制作了一个利用厚度振动模态和一阶横向模态的13型压电复合材料宽带换能器,其工作带宽为190~390 kHz,发送电压响应起伏不超过±2dB。研究结果表明:利用厚度振动模态和一阶横向模态可以拓展1-3型压电复合材料换能器的带宽,同时也给出了一种高频换能器实现宽带发射的方法。  相似文献   

2.
本文利用1-3压电复合材料作为换能元件,通过特殊工艺制备成一面是平面,一面是球面的非均匀厚度压电振子,这种压电晶片加上激励电压后,不同厚度处以不同的共振频率振动,从而使压电晶片的振动频带加宽,本文介绍了这种压电晶片的机电特性,以及用这种压电晶片制成的宽带聚焦超声换能器的脉冲回波特性,此外,文中还对这种换能器与均匀厚度压电晶片换能器的脉冲回波特性进行了比较。  相似文献   

3.
压电复合材料宽带横波换能器的实验研究   总被引:13,自引:4,他引:9  
本文用实验方法研究了2-2压电复合材料的厚度切变特性,定性地给出了2-2压电复合材料的性能与PZT相体积百分比,以及与共振频率牟关系。并用这种材料作为换能元件,制作出高灵敏度窄脉冲横波换能器。  相似文献   

4.
面切变压电复合材料及其换能器   总被引:1,自引:1,他引:0  
本文通过控制压电相在压复合材料中的分布工,把四块完全相同的等腰直角三角形2-2型压电复合拼材料拼接起来,四个直角顶点位于晶片的中心,  相似文献   

5.
水声换能器研究新进展   总被引:3,自引:0,他引:3  
莫喜平 《应用声学》2012,31(3):171-177
文章综述了几种典型结构水声换能器近些年的新发展,包括:弯张换能器、圆柱面辐射型换能器、纵向换能器等等,主要介绍这些结构类型水声换能器的设计新思想和多方面优化改进的新成果。  相似文献   

6.
耿学仓 《应用声学》1993,12(2):33-33
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。  相似文献   

7.
刘殿锋  李明轩 《应用声学》1998,17(1):11-14,42
通过调整1-3型压电复合材料换能器中压电相的分布,可以控制换能器辐射面上振动幅度和相位的分布,从而获得具有特殊性能的声场。  相似文献   

8.
水声换能器电声特性的一种分析方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
李东林  蒋楠祥 《声学学报》1993,18(2):130-142
本文给出一种有限元——亥姆霍茨积分方程结合法,计算有限长圆柱形水声换能器的电声特性。通过对一例换能器空气中及水中的电声特性的计算并与实测值比较,证明这种方法是很有效的。  相似文献   

9.
本文介绍了一种制做1—3型压电 PZT/环氧复合材料的新方法.此方法采用了PZT小柱非周期性均匀分布,有效地消除了由于PZT小柱周期性分布而产生的有害横向结构共振模式,获得了振动模式较单纯的1—3型压电复合材料晶片,研制出宽带(低Q)换能器及高斯型换能器.  相似文献   

10.
对2-2型压电复合材料横波换能器产生的纵波特性的研究   总被引:6,自引:2,他引:4  
在固体测量中,横波换能器所产生的波列中常伴随有纵波,认识纵波产生的原因可以解释横波测试中出现的现象,以及抑制纵波提供有效的方法,本文利用实验研究的方法,用一对纵波偶极子换能器的对比实验,分析了2-2型压电复合材料厚度切变换能器产生纵波的机理,发现这是一种伴随着晶片厚度切变振动而产生的“偶极子”纵波,并由此解释了这种纵波的伴随性,频率特性及其首波与横波首波位相相反等问题。  相似文献   

11.
A finite element-Helmholtz integral hybrid method has been developed to calculate the electro-acoustic performance of a finite length cylindrical transducer immersed in water. The numerical study concerned with electrical impedances and beam patterns of the transducer is presented. Experimental data are shown to support the numerical study.  相似文献   

12.
Solidly mounted integrated transducers with a Bragg cell inserted between the piezoelectric film and the substrate are investigated for high frequency ultrasonic applications. A numerically stable recursive one dimensional transmission/reflection model was used to analyze the behavior of the periodic structure. This theoretical analysis includes the study of the influence of the acoustic properties of the constitutive layer, the effect of the number of cells and their arrangement. A 35 MHz integrated transducer consisting in a PZT ceramic laid down on a Au/PZT Bragg cell deposited on a porous substrate was fabricated and characterized. Both theoretical and experimental results highlight the interest of using a periodic structure for high frequency ultrasonic applications.  相似文献   

13.
惠辉  王宏伟  荣畋 《应用声学》2022,41(6):998-1003
研制了一种嵌套式高频宽带复合材料换能器,利用1-3型压电复合材料Q值较低、频带较宽的特点,采用组合式的结构拓展换能器的工作带宽。通过切割框型压电陶瓷、灌注环氧树脂得到压电复合材料框型敏感元件,再将不同厚度的框型敏感元件沿轴向嵌套从而制成多层嵌套的压电复合材料敏感元件。建立1-3型压电复合材料中压电小柱的等效电路,根据等效电路计算出压电小柱的谐振频率,并与1-3型压电复合材料的谐振频率理论计算结果进行对比。通过ANSYS软件对敏感元件结构进行仿真,并根据仿真结果确定了敏感元件的最佳设计方案。最终制作出的换能器进行水下测试,该换能器的谐振频率为310 kHz,最大发送电压响应为188.5 dB,-3 d B带宽可达130 kHz,接收灵敏度最大可达-186.8 dB,-3 dB带宽可达90 kHz,谐振频率处-3 d B的指向性开角约为2.4°。该嵌套式敏感元件可实现换能器宽带发射与接收声波的目标。  相似文献   

14.
The inter-carrier interference (ICI) of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols, which is caused by the transducer’s dynamics, has been analysed and simulated in this paper. The small Cyclic Prefix (CP) method is proposed to overcome the ICI caused by the transducer in order to maintain the orthogonality between sub-carriers without much loss of the energy and the bandwidth efficiency. The simulation results show that the small CP whose length is longer than the transient response of the transducer can eliminate the ICI problem.  相似文献   

15.
蓝宇  王厚琦  卢苇 《声学学报》2024,49(2):327-335
为实现低频、小尺寸水下声源,利用具有大应变、快速响应和高能量密度等优势的NiMnGa合金为驱动元件设计了水声换能器。基于NiMnGa合金变形原理, 建立了NiMnGa纵振式换能器物理模型, 推导了等效电路。通过有限元法, 实现了NiMnGa纵振式换能器电磁−机械−声的多物理场耦合仿真, 用于预测换能器的水下声学性能。制作了小型NiMnGa纵振式换能器样机, 并在水中测试了500~800 Hz频带内的声源级。实验结果表明, 换能器样机辐射面直径为8 mm, 水中谐振频率为700 Hz, 最大声源级为115.5 dB。  相似文献   

16.
Joo HW  Lee CH  Jung HK 《Ultrasonics》2004,43(1):13-19
A rapid identification of the piezoelectric material constants for a piezoelectric transducer is proposed. The validity of a three-dimensional finite element routine was confirmed experimentally. The asymptotic waveform evaluation (AWE) was adopted for a fast frequency sweep of the finite element analysis. The three-dimensional finite element method with an AWE and a design sensitivity method was used for a material inversion scheme of piezoelectric transducers. In order to confirm the inversion routine of the material constants, the mechanical displacements, which mean the mode shape, were calculated along the vertical and lateral position of the sample transducer.  相似文献   

17.
研究了一种具有管状叠堆结构的圆管换能器,其敏感元件是由纵向极化压电陶瓷单元组成的薄壁管状压电叠堆,探讨利用管状叠堆纵向和径向振动耦合实现宽带发射。利用压电柱壳振动理论推导了管堆的频率方程,分析了换能器的纵向和径向模态的振动耦合特性。在理论分析的基础上利用有限元方法对换能器的带宽和发射电压响应进行优化并研制换能器样机。测试结果表明,纵向极化的管状压电叠堆结构具有良好的发射电压响应和宽带特性,与理论及仿真结果相符。  相似文献   

18.
水下目标跟踪系统中的抗多途专家系统   总被引:1,自引:0,他引:1  
赵羽  梁国龙  陈晓忠  杨春 《应用声学》2004,23(4):29-33,5
众所周知,水下声信道是相干多途信道,信号在信道中的多径传播使得接收信号序列复杂化,因而极大地增加了信号处理的难度。对于水下目标跟踪系统,从带有干扰的接收数据中挑选出直达脉冲是系统正常工作的必要前提。本文着重介绍了系统软件的核心部分——专家系统,它用于实时跟踪系统的数据预处理,负责在多途干扰背景中提取定位解算所需的有效信息。通过计算机仿真、松花湖试验和海上试验的验证,专家系统可以准确地挑选出直达脉冲和最佳解算阵元,因而确保了系统的定位精度与测深精度。  相似文献   

19.
赵志钢  刘瑶  周扬  沈斌 《应用声学》2024,43(6):1324-1333
1-3型压电复合材料以其优异的性能,被广泛应用于换能器的制造。本文基于切割-填充法制备实验和仿真方法,对复合材料压电柱不一致性以及其对声场的影响展开研究。在仿真中发现压电柱高度、长度和宽度不一致性均会对压电复合材料声场及谐振频率产生影响,声场整体朝一侧偏转,旁瓣也随之偏转,聚焦位置的声压减小6.5%左右,同时压电复合材料侧面产生杂波。在实验中发现压电柱谐振频率具有不一致性,而压电柱尺寸较大的复合材料阻抗曲线向右偏移。本文结合仿真与实验方法,建立压电柱不一致与复合材料阻抗和声场的联系,为复合材料制备质量和性能分析提供新方法。  相似文献   

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