环形相控阵换能器辐射和反射声场

研究了超声环形相控阵辐射声场和反射声场的基本特性。理论上详细分析了环形相控阵的阵元数目、环形阵半径、阵元间距、中心频率、焦点位置等因素对辐射声场的影响。实验上设计并制作了具有8个环的等面积环形相控阵列并进行了实验测量。通过理论和实验分析,研究了环形相控阵的辐射声场及在液固界面上的反射声场特性,取得了理论和实验相吻合的结果。     

乐甫波结冰状态监测的响应机理分析

提出了将冰层进行多孔介质等效方法,对冰层、液体/波导层/压电基底多层乐甫(Love)波导结构建立分层介质模型,利用部分波理论和边界条件精确推导,分析不同状态下的传感响应,求解结冰过程Love波速度及声波衰减的变化,获得结冰过程中的声学传感机制。为了验证理论分析,实验制作了200 MHz的36°LiTaO₃/SiO₂波导结构的Love波器件,并构建模拟环境的试验系统对研制器件进行了实验测试。实验结果表明,利用Love波的工作频率以及插入损耗瞬变这一特征可以实现对结冰状态的准确监测。     

高频沟槽叉指体声波换能器

本文介绍了一种由压电晶体沟槽表面上的叉指换能器构成的新型体声波换能器。制作在X切LiNbO₃,表面的横波换能器在213MHz时的一次换能损耗为3.8dB。     

固体中时间反转法的声束自聚焦

时间反转是一种很有用的自适应聚焦技术。本文中我们进行了声束在固体中运用时间反转方法的自适应聚焦研究。理论分析和实验结果表明时间反转可补偿固体中各声线的程差,从而同时实现纵波和横波的自聚焦。聚焦增益的理论值和实验结果较好地符合。     

夹心式压电换能器的参数对有效耦合系数的影响

夹心式压电换能器（或称组合式换能器,或称郎之万换能器）早已广泛应用于水声和超声领域。但是对它的最佳设计理论探讨的并不充分。有人^[1,2]曾实验研究过夹心换能器中压电片的位置对换能器Q值的影响。我们现在将探讨换能器参数对换能器另一重要性能指标——有效耦合系数K_eff的影响。     

BG波在6mm类晶体表面沟槽上的散射

利用表面微扰技术,把6mm类晶体表面沟槽上BG波的散射问题化成-一个广义Lamb 问题.这时在晶体表面不仅存在-一个等效的力源分布,而且存在-一个等效的电源分布.我们对金属化表面和自由表面,给出了反射的表面波和散射的体波的解析解,并讨论了它的特性。
由所得结果表明,对于强机电耦合和高介电性材料,如PZT 压电陶瓷,对金属化表面反射系数很小。     

可调频率压电换能器原理

最近,我们曾研究电负载对压电振动系统振动特性的影响^[1,2]。随着电负载的连续变化,通过压电效应,压电振动系统的谐振频率也连续地改变。由此引伸,可以实现可调频率压电换能器,本文将对其原理进行研讨。
我们将对压电夹心换能器进行这种调节频率的理论分析,并对一种纵向加电场,纵向振动的夹心换能器进行实验比较。理论与实验结果一致表明,用有效耦合系数K_eff来衡量,该换能器可以在一个半倍频程的范围内有效地工作。
这里提出的可调频率压电换能器,由于是改变电负载,通过压电耦合来实现换能器的频率调节的,因此它还具有方便、连续和瞬时可调的特点。     

压电晶体半空间弹性波场的表面激发的分析（Ⅰ）——弹性波场表面激发的一般公式

本文发展了在压电晶体半空间,对于自由表面和金属化表面两种情况下,弹性波场表面激发的普适理论。可以证明广义弹性波场U是广义Green函数G和广义力T的卷积。U=G⊗T这里⊗符号表示点乘卷积。
广义Green函数与激发条件无关,而只取决于材料参数和取向。
对于压电晶体,不仅表面力源,而且表面电源分布也能激发弹性波场。我们给出了对于力源和电源分布的广义力完整表示。特别对自由表面上电源分布,它可由表面法向电位移不连续,也可由切向电场不连续来构成。     

金属和半导体表面声声子的光散射

作者使用非弹性光散射——布里渊散射技术,成功地测量了频率在1-20千兆赫范围内热激发的表面波。     

盘形聚能器设计理论

理论上研究了盘形聚能器的轴对称纯径向振动和纯扭转振动。所用盘形聚能器的厚度,沿半径按阶梯形,锥形和指数形变化。我们获得了解析解,然后给出了共振频率、速度分布、振幅比和节点位置公式。最后用两例实验来验证我们的理论,实验结果与理论符合地较好。