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一种新型级联式高强度功率超声压电陶瓷换能器

发布时间:2018-06-15 05:45

  本文选题:级联式 + 超声换能器 ; 参考:《陕西师范大学学报(自然科学版)》2017年06期


【摘要】:基于传统夹心式压电陶瓷换能器,提出了一种新型级联式高强度功率超声换能器。该换能器由多个半波长夹心式压电陶瓷换能器通过电端并联及机械端串联而成。基于一维理论,得出了换能器的六端机电等效电路,分析了换能器的电阻抗频率特性,并给出换能器的共振频率方程。研究了不同振动模态下,换能器的共振频率、反共振频率以及有效机电耦合系数与压电陶瓷晶堆间距的依赖关系。实验制造2个级联式功率超声换能器,并对其共振频率和有效机电耦合系数进行了测试,实验结果与理论分析相吻合。此类级联式高强度功率超声换能器可望在超声波液体处理、超声波加工等大功率超声技术中获得应用。
[Abstract]:Based on the traditional sandwich piezoelectric ceramic transducer, a new cascade high strength ultrasonic transducer is proposed. The transducer consists of multiple half-wavelength sandwich piezoelectric ceramic transducers connected in parallel and in series with mechanical ends. Based on the one-dimensional theory, the six-terminal electromechanical equivalent circuit of the transducer is obtained, the characteristics of the impedance frequency of the transducer are analyzed, and the resonance frequency equation of the transducer is given. The dependence of resonant frequency, antiresonance frequency and effective electromechanical coupling coefficient on the stack spacing of piezoelectric ceramics is studied under different vibration modes. Two cascaded power ultrasonic transducers were fabricated and their resonance frequencies and effective electromechanical coupling coefficients were measured. The experimental results are in good agreement with the theoretical analysis. This kind of cascade high intensity power ultrasonic transducer is expected to be applied in ultrasonic liquid processing, ultrasonic processing and other high power ultrasonic technology.
【作者单位】: 陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西省超声学重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(11374200,11674206)
【分类号】:TB552

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本文编号:2020922


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