新型扭轉振動壓電陶瓷超聲換能器

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隨著電子產品尤其是移動通信、個人計算機、數(shù)碼相機等向輕小薄和多功能化方向發(fā)展，以及一些電子裝備如雷達、靜電復印機等要求超高壓供電的需要，壓電陶瓷變壓器等這一類適應其結構與性能要求的電子元件進一步受到人們關注。本文主要論述壓電陶瓷變壓器的基本概念、工作原理、種類及其主要特點，介紹壓電陶瓷變壓器的一些應用與其相關技術特點。文章還將壓電陶瓷變壓器與電磁式變壓器作了性能、特點等等的優(yōu)劣比較。

武漢理工大學 碩士學位論文 壓電陶瓷在超聲波電機中的應用研究 姓名：鄭惠清 申請學位級別：碩士 專業(yè)：材料學 指導教師：周靜 20100401 壓電陶瓷在超聲波電機中的應用研究 作者：鄭惠清 學位授予單位：武漢理工大學 本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/thesis_y1680468.aspx 授權使用：江蘇大學圖書館(wfhyjs04)，授權號：125943f0-6328-46b2-9e01-9e2e00e11140 下載時間：2010年11月14日

應用平面應變和三維壓電彈性力學理論,對徑向極化厚壁壓電陶瓷圓管徑向振動特性進行研究.利用分離變量法,求解振子徑向位移函數(shù)的微分方程,得到了位移函數(shù)精確解.推導出其機電類比等效電路,得出其等效電阻抗.在此基礎上,推出振子共振反共振頻率方程,得到了振子的阻抗特性曲線,探討了振子的共振反共振頻率和有效機電耦合系數(shù)與其幾何尺寸之間的依賴關系.利用數(shù)值法得到了不同幾何尺寸圓管振子的共振反共振頻率,結果與數(shù)值分析一致.通過對兩個壓電圓管振子諧振頻率的理論計算與實驗測試,表明了理論的準確性與精確性,這為壓電陶瓷復合管換能器的理論研究及設計提供了依據(jù).

對徑向極化厚壁壓電陶瓷細長管進行了研究,利用解析法得出了其諧振和反諧振頻率方程,并用有限元法分析了徑向振動模態(tài),通過實驗對理論結果進行了驗證。由于厚壁理論是徑向極化模型的一般情況,所以它的應用范圍更廣泛,對于薄膜和薄殼模型同樣適用,且誤差更小。

壓電陶瓷片是一種電子發(fā)音元件，以鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料制成。基于壓電效應原理，當在兩片 電極上面接通交流音頻信號時，壓電片會根據(jù)信號的大小頻率發(fā)生震動而產生相應的聲音來。壓電 陶瓷片由于結構簡單造價低廉，被廣泛的應用于電子電器方面如：玩具，發(fā)音電子表，電子儀器， 電子鐘表，定時器等方面。 目錄 壓電陶瓷片的原理及特性 壓電陶瓷片的驅動 壓電陶瓷片的測試方法 壓電陶瓷片的應用 壓電陶瓷片的原理及特性 壓電效應具有可逆性：若在壓電陶瓷片上施以音頻電壓，就能產生機械振動，發(fā)出 聲響；反之，壓電陶瓷片受到機械振動(或壓力)時，片上就產生一定數(shù)量的電荷q，從 電極上可輸出電壓信號。 目前比較常見的鍺鈦酸鉛壓電陶瓷片(pzt)，是用鋯、鈦、鉛的氧化物配制后燒結 而成的。鑒于人耳對頻率約為3khz的音響最敏感，所以通常將壓電陶瓷片的諧振頻 率f0設計在3khz左

壓電陶瓷片的原理及特性 壓電效應具有可逆性：若在壓電陶瓷片上施以音頻電壓，就能產生機械振動，發(fā) 出聲響；反之，壓電陶瓷片受到機械振動(或壓力)時，片上就產生一定數(shù)量的電 荷q，從電極上可輸出電壓信號。 目前比較常見的鍺鈦酸鉛壓電陶瓷片(pzt)，是用鋯、鈦、鉛的氧化物配制 后燒結而成的。鑒于人耳對頻率約為3khz的音響最敏感，所以通常將壓電陶瓷 片的諧振頻率f0設計在3khz左右?？紤]到在低頻下工作，僅用一片壓電陶瓷 片難以滿足頻率要求，—般采用雙膜片結構，其外形與符號如圖1所示。它是把 直徑為d的壓電陶瓷片與直徑為d的金屬振動片復合而成的。d一般為 15~40mm，復合振動片的總厚度為h。 當壓電材料—定時，諧振頻率與h成正比，與(d/2)2成反比。諧振頻率fo 與復合振動片的直徑d呈指數(shù)關系，如圖2(a)所示。顯然d愈大

國內壓電陶瓷主要生產廠家

壓電陶瓷片用作把電信號轉變?yōu)槁曇?；駐極體話筒用作接收聲音轉變成電信號。 制作聲控開關應該使用駐極體話筒，型號不受限制。 另外，家用ok那種話筒一般是動圈式，體積較大、阻抗小于駐極體話筒。 cz25437-0038-0001]一種以ni-cu膜為基底的壓電陶瓷頻率元器件芯片 [摘要]本實用新型公開了一種以ni-cu膜為基底的壓電陶瓷頻率元器件芯片，包括陶瓷基 片，ni-cu膜、ag膜，其主要特征在于陶瓷基片鍍ni-cu膜基底后再鍍ag膜而成。本實用 新型的優(yōu)點是鍍膜質量高，附著力強，能適應無鉛焊接工藝要求，產品能滿足含鉛元器件限 制國家安全環(huán)保要求。 [cz25437-0015-0002]以壓電材料片為壓力傳感元件的陶瓷電熱塞點火裝置 [摘要]以壓電材料片為壓力傳感元件的陶瓷電熱塞點火裝置，屬于內燃機點火塞技術領域。 所要解決的技術問題是提供一種從

壓電陶瓷賈卡工藝指導書

壓電陶瓷片的原理及特性 壓電效應具有可逆性：若在壓電陶瓷片上施以音頻電壓，就能產生機械振動，發(fā) 出聲響；反之，壓電陶瓷片受到機械振動(或壓力)時，片上就產生一定數(shù)量的電 荷q，從電極上可輸出電壓信號。 目前比較常見的鍺鈦酸鉛壓電陶瓷片(pzt)，是用鋯、鈦、鉛的氧化物配制 后燒結而成的。鑒于人耳對頻率約為3khz的音響最敏感，所以通常將壓電陶瓷 片的諧振頻率f0設計在3khz左右?？紤]到在低頻下工作，僅用一片壓電陶瓷 片難以滿足頻率要求，—般采用雙膜片結構，其外形與符號如圖1所示。它是把 直徑為d的壓電陶瓷片與直徑為d的金屬振動片復合而成的。d一般為 15~40mm，復合振動片的總厚度為h。 當壓電材料—定時，諧振頻率與h成正比，與(d/2)2成反比。諧振頻率fo 與復合振動片的直徑d呈指數(shù)關系，如圖2(a)所示。顯然d愈大

常用壓電陶瓷片性能參數(shù)

實驗十一干涉法測量壓電陶瓷特性 一、實驗目的 1.通過實驗掌握激光測長儀的基本工作原理。 2.掌握搭設激光光路基本方法與技巧。 3.學會用干涉方法測量微小位移。 二、實驗原理 測量位移是邁克爾遜干涉儀的典型應用，測量原理如圖11—1所示: 圖11－1 由ne—ne激光器發(fā)出的光經分光鏡g后，光束被分成兩路，反射光射向參考鏡m1（固定），透射光射向測 鏡m2 （可移動），兩路光分別經m1、m2反射后，在分光鏡處會合，在接受屏p處產生干涉條紋，通過給壓電陶瓷 電壓使m2 的移動，干涉條紋發(fā)生變化，由于干涉條紋明暗變化一次，相當于測量鏡m2移動了入/2，若條紋變化n次， 位移l由下 式確定： l=n?入/2（11 1） 所以通過測出條紋的變化數(shù)就可計算出位移量，這就是激光測長儀的基本原理。 三、實驗儀器

noliacproducts index general2 actuators,linear2 cmap4 cmar5 scmap6 scmar7 actuators,bending9 cmbp10 cmbr11 customproducts12 piezotechnologycourse14 materials16 noliacstandardproducts general noliachasdevelopedarangeof ground-breakingproductsbased uponmorethantenyearsofresearch &developmentandinnovationin multilayerpiezoelectricceramics. noliac’spion

探討壓電陶瓷片的逆壓電效應,對壓電陶瓷片的受力和ansys有限元進行著重分析,詳細介紹多級式壓電陶瓷選針器的的原理以及編織過程。文中所研究的電腦提花圓緯機的選針機構利用壓電陶瓷的逆壓電效應,將電能轉換成機械能,經主控制系統(tǒng)輸出脈沖信號,再經選針器驅動電路驅動壓電陶瓷片產生撓度變形并產生彎矩,從而實現(xiàn)提花選針。

針對未封裝的壓電陶瓷驅動器不能承受剪切力、使用時極易損壞,封裝的壓電陶瓷驅動器價格昂貴等問題,研制了一種彈性套筒作為未封裝壓電陶瓷驅動器的保護裝置。根據(jù)彈性力學原理,對圓柱體套筒進行局部切割,形成彈性元件,產生彈性變形。改變彈性套筒的結構參數(shù),可以優(yōu)化其設計。建立了彈性套筒的驅動力模型。進行了加裝彈性套筒的壓電陶瓷驅動器位移特性實驗,實驗結果表明,該裝置不影響壓電陶瓷驅動器的使用性能,可以保護驅動器,而且加工簡單,具有很好的實用價值。

根據(jù)仿真設計和計算結果,制備了懸臂梁結構壓電陶瓷復合材料,并考察了其振動發(fā)電性能。對復合材料的內外阻抗進行匹配,獲得了最大的功率輸出并在最佳阻抗匹配條件下,研究了振動發(fā)電性能與激勵振幅和頻率的關系。研究結果表明,壓電復合材料的振動發(fā)電功率隨著激勵振幅的增大呈二階增大,隨著激勵頻率的增大呈線性增大。

根據(jù)仿真設計和計算結果,制備了懸臂梁結構壓電陶瓷復合材料,并考察了其振動發(fā)電性能。對復合材料的內外阻抗進行匹配,獲得了最大的功率輸出并在最佳阻抗匹配條件下,研究了振動發(fā)電性能與激勵振幅和頻率的關系。研究結果表明,壓電復合材料的振動發(fā)電功率隨著激勵振幅的增大呈二階增大,隨著激勵頻率的增大呈線性增大。

電力支柱瓷絕緣子超聲波檢測對預防和檢測絕緣子裂紋和斷裂起到重要作用,換能器是超聲波檢測的基礎元件,而換能器的核心部件是壓電陶瓷晶片,其性能直接影響到檢測結果。該文研究針對有限元法和傳統(tǒng)解析法在壓電陶瓷晶片特性分析中的不足,采用ansys有限元分析軟件對壓電陶瓷鋯鈦酸鋁(pzt)晶片進行特性分析,基于ansys的電-結構耦合場模型,對超聲波換能器的矩形壓電晶片進行靜態(tài)、模態(tài)、諧響應和瞬態(tài)分析。通過模態(tài)分析和諧響應分析可得到晶片的一階縱向振動和二階彎曲振動的固有頻率、振型及頻率位移響應及影響因素等信息,研究結果對提高超聲輻射功率及超聲換能器的性能有一定的理論指導和工程應用價值。

為解決傳統(tǒng)解析法難以求解壓電陶瓷瞬態(tài)特性的問題,將有限元方法引入到壓電陶瓷瞬態(tài)特性分析中去。介紹了壓電陶瓷瞬態(tài)特性分析的有限元理論,提出了有限元計算過程中的5個關鍵問題的解決方法,并從給出壓電陶瓷實例出發(fā)進行了仿真試驗,比較了不受約束力和受環(huán)狀壓應力兩種結構形式下壓電陶瓷的發(fā)射和接收特性。研究結果證明,環(huán)狀分布壓應力有利于提高壓電陶瓷的機電轉換效率,進而提高了超聲液位傳感器的靈敏度,但也造成了傳感器內部壓電陶瓷表面應力集中和循環(huán)應力載荷的問題。

對夾心式壓電超聲扭轉振動換能器進行了研究，得出了其共振頻率方程，給出了切向極化壓電陶瓷剪切波的等效聲速。對于扭轉振動換能器系統(tǒng)設計理論的建立提供了一定的理論基礎。