双激励全波长压电陶瓷超声换能器工作特性分析
本文关键词: 超声换能器 金属块 负载能力 重负载 压电片 功率超声 位移曲线 功率容量 特性分析 机电耦合系数 出处:《声学学报》2017年04期 论文类型:期刊论文
【摘要】:对由两个半波长夹心式压电陶瓷换能器级联而成的双激励全波长压电陶瓷超声换能器进行了研究,给出了这种换能器优值的相关参量表达式,通过数值计算分析了该换能器的结构和材料参数对其特性的影响。研究结果表明,当两组压电陶瓷堆分别位于各自所在半波长换能器的位移节点,或者在压电陶瓷片数量确定情况下两组压电陶瓷堆的片数相同时,换能器均能得到最大的优值;在相当大的范围内增加压电陶瓷片的数量,换能器的优值稍有降低,但力因子迅速增大;金属块材料对换能器的优值影响甚微。可见双激励全波长换能器能在不明显降低换能器综合性能的情况下有效增加压电陶瓷的体积,因而可大幅提高换能器的功率容量和负载能力,更适用于大功率重负载的场合。
[Abstract]:The double excited full wavelength piezoelectric ceramic ultrasonic transducer, which is composed of two half wavelength sandwich piezoelectric ceramic transducers, is studied, and the relevant parametric expressions of the excellent value of the transducer are given. The effects of the structure and material parameters of the transducer on its characteristics are analyzed numerically. The results show that the two sets of piezoelectric ceramic reactors are located at the displacement nodes of their respective half-wavelength transducers respectively. Or when the number of piezoelectric ceramic plates is the same, the transducer can get the best value. When the number of piezoelectric ceramic plates is increased in a large range, the excellent value of the transducer decreases slightly, but the force factor increases rapidly. The metal block material has little effect on the excellent value of the transducer. It can be seen that the dual excitation full-wavelength transducer can effectively increase the volume of piezoelectric ceramics without obviously reducing the comprehensive performance of the transducer. Therefore, it can greatly improve the power capacity and load capacity of the transducer, and is more suitable for high power heavy load situations.
【作者单位】: 深圳职业技术学院;中国科学院声学研究所;
【基金】:国家自然科学基金项目(11304207) 广东省自然科学基金项目(S2012010010402) 深圳市基础研究项目(JC201006020762A)资助
【分类号】:TB552
【正文快照】: 污水处理、食品工业、中草药提取等领域显示出广阔3,^. 的应用前景[1_4]。这些新技术的规模化工业应用依91B 赖于大功率的超声处理设备,其中作为能量转换器近些年来,功率超声技术在声化学、生物柴油、 件的超声换能器是核心部件。为此,国内外学者分别 从声学有源材料及换能器
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