Vad är arbetsprincipen för ultraljuds piezoelektrisk keramik?
Principen för piezoelektrisk keramisk skiva: När tryck eller spänning appliceras på den keramiska skivan, genereras laddningar av motsatta polariteter i båda ändarna av keramisk plåt, och ström genereras genom kretsen. Denna effekt kallas den piezoelektriska effekten. Om en givare gjord av denna piezoelektriska keramik sätts i vatten, under inverkan av ljudvågor, kommer laddningar att induceras i båda ändarna av givaren, som är ljudvågsmottagare. Dessutom är den piezoelektriska effekten reversibel. Om ett växlande elektriskt fält appliceras på den piezoelektriska keramiska skivan, blir den keramiska skivan tunnare och tjockare då och då, och vibrerar och avger ljudvågor. Därför är problemet med ultraljudssändaren löst.
Det finns två material för piezoelektriska keramiska givare: magnetostriktiva metaller och piezoelektriska keramik. Syftet med denna artikel är att designa givare för mekanisk ultraljudsbearbetning med hög effekt, så endast piezoelektriska keramiska givare kommer att diskuteras. Som ett energiöverföringsnätverk har en piezoelektrisk keramisk givare problemet med energiomvandlingseffektivitet. Omvandlingseffektiviteten är relaterad till valet av givarens material, vibrationsformen, strukturen hos det mekaniska vibrationssystemet (inklusive stödmekanismen) och arbetsfrekvensen. Vid konstruktionen av ultraljudsgivare bör därför olika faktorer beaktas, såsom akustisk impedans, frekvenssvar, impedansanpassning, akustisk struktur, vibrationslägen och omvandlingsmaterial, och hur man utformar och koordinerar dessa faktorer så att den elektroakustiska omvandlingen kan nå bästa värde.
Piezoelektrisk keramisk givare är ett elektroniskt keramiskt material med piezoelektriska egenskaper. Huvudskillnaden från en typisk piezoelektrisk kvartskristall utan ferroelektriska komponenter är att kristallfaserna som utgör dess huvudkomponenter alla är ferroelektriska kristallkorn. Eftersom keramer är polykristallina aggregat med slumpmässigt orienterade korn, är den spontana polarisationsvektorn för varje ferroelektrisk korn också desorienterad. För att keramiken ska uppvisa makroskopiska piezoelektriska egenskaper måste den piezoelektriska keramiken polariseras i ett starkt elektriskt likströmsfält efter bränning, och ändytan utsätts för flera elektroder, så att polarisationsvektorn för den ursprungliga oordnade orienteringen är företrädesvis orienterad i riktningen för det elektriska fältet, och efter att det elektriska fältet har eliminerats, kommer den piezoelektriska keramen efter polariseringsbehandling att upprätthålla en viss makroskopisk restpolarisation, så att keramerna har ett visst tryck.
