换能器

发布时间:2024-05-05 20:12:33 作者:汉语成语

换能器是进行声能与其他形式的能量间转换的器件,通常与相关的振动、辐射、散射和类比电路组成转换系统,是决定整个系统性能的关键。

分类

按组成换能器的压电元件形状分为薄板形,圆片形,圆环形,圆管形,圆棒形,薄壳球形,压电薄膜等;

按振动模式分为伸缩振动,弯曲振动,扭转振动等;

按伸缩振动的方向分为厚度,切向,纵向,径向等;

按压电转换方式分为发射型(电-声转换),接收型(声-电转换),发射/接收复合型等.

按工作环境分为液体,固体,气体,生物体等。

应用

压电换能器的应用压电换能器的应用十分广泛,它按应用的行业分为工业,农业,交通运输,生活,医疗及军事等;按实现的功能分为超声加工,超声清洗,超声探测,检测,监测,遥测,遥控等。

性能参数

换能器是一种能量转换器件,其性能描述与评价需要许多参数.换能器的特性参数包括共振频率、频带宽度、机电耦合系数、电声效率、机械品质因数、阻抗特性、频率特性、指向性、发射及接收灵敏度等等.不同用途的换能器对性能参数的要求不同,例如,对于发射型换能器,要求换能器有大的输出功率和高的能量转换效率;而对于接收型换能器,则要求宽的频带和高的灵敏度及分辨率等.因此,在换能器的具体设计过程中,必须根据具体的应用,对换能器的有关参数进行合理的设计.

为了确定换能器的工作状态,必须求出它的机械振动系统的状态方程式和电路系统状态方程式.换能器机械系统的状态方程式(简称为机械振动方程)是换能器处于工作状态时,描写它的机械振动系统的力与振速的关系式,而电路系统的状态方程式(简称电路状态方程式)是描写电路系统的振动特性的.由于换能器的机械系统和电路系统是互相耦合的,所以机械系统的振动会影响到电路的平衡,而电路的变化也会影响到机械系统的振动,因此我们总是利用这些方程组分析、讨论换能器的工作特性.

由上述换能器的三组基本关系式,可以对应地作出换能器三种形式的等效图.种是等效机械图,将换能器等效为一个纯机械系统的等效图;第二种是把机械一边的元件和参量,通过机电转换化为电路一边的元件和参量,即把一个换能器等效为一个纯电路系统,称此为等效电路图;第三种称为等效机电图,同时包含电路一边和机械一边的等效图.利用这些等效图可以简便地求出换能器的若干重要的性能指标.