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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
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
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水声换能器研究新进展 总被引:3,自引:0,他引:3
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
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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
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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
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
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检测超声换能器用1-3型压电PZT/环氧复合材料及换能器的研究 总被引:8,自引:2,他引:6
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
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LI Donglin 《声学学报:英文版》1993,(4):313-325
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
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Maréchal P Haumesser L Tran-Huu-Hue LP Holc J Kuscer D Lethiecq M Feuillard G 《Ultrasonics》2008,48(2):141-149
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
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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
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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
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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
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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
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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
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
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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