免费论文摘要：径向夹心式压电超声换能器的接洽

在超声荡涤、超声处置等功率超声的运用中，换能器是以实行向介质辐射大功率声能为手段。常常功率超声换能器多数沿用构造大略、机电啮合系数及机电变换功效高、且容易优化安排的纵向振荡情势的夹心式压电陶瓷超声换能器。但保守的纵向振荡夹心式换能器因为横向尺寸要小于辐射声波射程的四分之一，所以，换能器的声波辐射表面积遭到控制；其余，该类换能器的辐射射能量基础上是沿着换能器的纵轴目标辐射，不许实行超声能量的空间辐射，这使得低声波效率范畴遭到了控制；再有保守换能器的共振频次简单难以安排，不许满意某些运用场所的须要。所以，鉴于之上因为，为了符合功率超声新本领的诉求，克复保守换能器生存的少许缺点，正文提出了一种新式构造的换能器，该换能器由径向极化的压电陶瓷圆管和表里非金属圆管在径向复合而成。该换能器构造大略，对保守换能器是一种革新，对于兴盛新式的超声换能器、革新现有超声本领的运用功效、开拓新的超声本领及运用范围具备表面引导意旨和本质运用价格。正文重要对以次几上面举行接洽：（1）非金属管动作超声换能器振荡体例的要害构成局部，对其径向振荡个性举行了接洽。从管长与半径联系将其分为二类来举行接洽，辨别是纵向尺寸远小于径向尺寸的薄圆盘圆环、纵向尺寸宏大于径向尺寸的非金属长圆管以及纵径尺寸逼近的非金属圆柱、圆管。从平面应力题目动身，推导出非金属薄圆盘、圆环径向振荡的机电等效通路，获得其径向振荡频次方程，由此获得径向尺寸与径向共振频次间的彼此联系。经过ANSYS有限元模仿仿真表白表面计划与数值仿真是普遍的。从平面应急题目动身，推导出非金属长圆管径向振荡的机电等效通路，获得其径向振荡频次方程，由此获得尺寸与径向共振频次间的彼此联系。经过ANSYS有限元模仿仿真表白表面计划与数值仿真是普遍的，经过数值仿真证明薄壁非金属长圆管辐射器在径向有较强的辐射声场。沿用表观弹性法来领会纵径尺寸逼近的实心、空腹圆柱，将实心、空腹圆柱的啮合振荡等效为两个一维振荡，它们经过板滞啮合系数彼此效率。经过领会可知圆柱啮合振荡的机电等效通路由细棒纵向振荡和薄圆盘或圆环径向振荡等效通路形成。并据此获得各自纵向、径向振荡的频次方程。 赢得在纵向与径向爆发激烈啮合振荡的前提。有限元数值模仿了圆柱的振荡个性，模仿截止与试验截止相符合。（2）径向极化的压电陶瓷管动作径向夹心式超声换能器的鼓励单位，对其径向振荡个性举行了接洽。按照压电管纵径尺寸间的联系，对压电短圆管、长压电管以及纵径尺寸逼近的压电管辨别对其领会。从平面应力题目动身，推导出径向极化压电短圆管径向振荡的机电等效通路，进而获得其共振和反对主要振频次方程。由此获得好多尺寸与共振频次、反对主要振频次以及灵验机电啮合系数间的彼此联系，结果用ANSYS有限元软硬件数值仿真，截止与表面计划普遍，证明表面的精确性。从平面应急题目动身，用一致于压电短圆管的本领，推导压电陶瓷长圆管径向振荡的机电等效通路，获得其共振和反对主要振频次方程。获得好多尺寸与共振频次、反对主要振频次以及灵验机电啮合系数间的彼此联系，并用ANSYS有限元软硬件数值仿真，截止与表面计划普遍，证明表面的精确性。沿用表观弹性法接洽纵径尺寸逼近的压电管，将其啮合振荡等效为纵向和径向振荡，获得各自的机电等效通路和频次方程。有限元数值模仿了圆柱的振荡个性，模仿截止与试验截止相符合。（3）提出一种新式构造的径向夹心式超声换能器，按纵径尺寸联系，辨别对径向夹心式短管换能器、径向夹心式长圆管换能器以及啮合振荡的径向夹心式换能器举行领会。将换能器各构成局部在径向贯串，获得各换能器的机电等效通路，进而推导出各自共振与反对主要振频次方程，由此获得好多尺寸与共振、反对主要振频次以及灵验机电啮合系数间的联系。安排、加工了三种径向夹心式换能器，表面计划、数值仿真、试验尝试截止比拟普遍。对百般换能器在水中的辐射声场举行了模仿仿真，仿真表白短管、长圆管换能器在液体中做径向辐射，且在水中具备管内声场聚焦效率。纵径尺寸逼近的径向夹心换能器可在径向与纵向全方位的辐射，而且电压放射相应带宽也较宽。该类换能器可运用于功率超声，如超声液体处置、声化学、超声萃取等。

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