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      溫度對聲波換能器性能有哪些影響

      2021-06-17 09:49:09

      聲波換能器是一種能把高頻電能轉化為機械能的一種裝置,一般有磁致伸縮式和壓電陶瓷式。電源輸出到超聲波發生器,再到聲波換能器,一般還要經過超聲波導出、接收裝置便可以產生超聲波了。溫度的變化將改變換能器的參數(溫度升高,諧振頻率降低,靜態電容增大,阻抗減小),在設計使用到換能器時都將考慮到溫度的影響。

      1、溫度對聲波換能器諧振頻率的影響。對于壓電陶瓷來說,由于線膨脹系數與密度溫度系數的系數都為負值,所以當工作溫度升高時,換能器諧振頻率會下降。因此換能器的頻率隨溫度變化主要是由于彈性常數隨溫度變化導致的,而線膨脹引起的換能器尺寸變化對頻率影響是次要的。

      2、溫度對聲波換能器的靜態電容的影響。換能器的靜態電容為公式,其換能器靜態電容的大小與壓電陶瓷的厚度t、直徑a以及恒應變的介電常數分量有關。式中由于壓電換能器剛性受夾,所以振子直徑的溫度系數幾乎不變,而振子的線膨脹系數比介電常數分量的溫度系數小很多。隨著工作溫度升高,介電常數變大,因此換能器的靜態電容增大。

      3、溫度對聲波換能器諧振阻抗的影響。超聲波換能器的諧振阻抗由于溫度變化導致介電隔離率與彈性常數分量隨著溫度升高而增大,工作頻率 f 隨著溫度增加而減小,靜態電容隨著溫度升高而變大。因此換能器的阻抗Z 隨著溫度升高而減小。

      聲波換能器

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