应用于SAM的凹面球压电超声换能器的研究

发布时间：2020-12-03 04:26

　　无损检测、医学成像、声学显微镜等一直是研究的热点,而超声换能器作为其中的核心部分,在各个领域都得到了广泛的应用。对于机械扫描声学显微镜(Mechanical scanning Acoustic Microscope,简称SAM),传统的平面超声换能器——声透镜结构经过许多年的发展,已经得到广泛的研究以及应用。而较早提出的凹面球超声换能器结构相较于传统结构拥有更高的分辨率和更好的抗噪声能力,但对其的研究并不完善。本文主要研究凹面球超声换能器的尺寸和结构对其性能的影响以及与传统超声换能器性能的差异。一方面,达到优化凹面球超声换能器的径向振幅和分辨率的目的,另一方面,可以进一步完善凹面球超声换能器的研究。本文的研究内容主要包括凹面球超声换能器尺寸和结构与其性能关系的研究以及其与传统超声换能器性能的比较。首先,确定凹面球超声换能器的结构、材料以及工作频率。然后通过理论计算和有限元的方法,研究了工作频率下凹面球超声换能器的压电层厚度、球面半径以及球面半张角对换能器辐射面的径向振幅以及分辨率的影响。有限元法中采用控制变量的方式对压电层厚度,球面半径以及球面半张角分别设置一定变量间隔的分组,然后在工... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

压电效应原理：(a)为正压电效应；(b)为逆压电效应

压电振子的集中参数等效电路

分辨率表征其方向特性的好坏，也是反映其成像的性能的指标。2.2 凹面球压电振子的近似物理模型图2.3 凹面球结构及球缺小体积元的受力分析对于部分球壳谐振动，目前没有合适的理论物理模型，因此使用薄球壳的球对称模型近似代替。如上图 2.3 所示，为一压电薄球壳，其厚度 t 比半径小很多，t<<a，压电层在厚度方向极化，并将极化方向记为 z 轴方向，即 3 方向，球壳的内外表面涂满电极。此时根据模型的几何特点


本文编号：2895990