匹配層壓電換能器的制作及其機(jī)電性能研究.pdf

1、壓電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)為獲得穩(wěn)定、可控的超聲波收發(fā)裝置提供了方便，極大促進(jìn)了現(xiàn)代聲學(xué)的發(fā)展。截止到2008年利用壓電效應(yīng)已開發(fā)出無損探傷裝置、醫(yī)學(xué)超聲成像探測(cè)系統(tǒng)和水聲聲納等聲學(xué)器件，這些器件廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、民用醫(yī)療和國(guó)防軍事等領(lǐng)域。
　　壓電換能器的匹配層技術(shù)在近些年得到了飛速發(fā)展，逐漸成為研制壓電換能器的核心技術(shù)。壓電換能器輻射端添加的匹配層材料具有匹配負(fù)載聲阻抗的能力，可以有效拓寬換能器的工作頻帶，在增加換能器收發(fā)信息量，提高

2、超聲檢測(cè)設(shè)備分辨率和工作適應(yīng)能力方面起到了關(guān)鍵作用。
　　本文利用厚度伸縮振動(dòng)模式壓電振子和匹配層壓電換能器的機(jī)電等效模型，準(zhǔn)確計(jì)算了振子和換能器的機(jī)械共振頻率、放大系數(shù)、電輸入阻抗頻譜和縱振運(yùn)動(dòng)速度的空間分布，研究了匹配層特性參數(shù)變化對(duì)壓電換能器機(jī)電性能的影響。通過引入橫向振動(dòng)和時(shí)域有限差分發(fā)展了兩種改進(jìn)算法，提高了計(jì)算精度。
　　根據(jù)壓電換能器的等效電路，分析了不同類型換能器電輸入阻抗與機(jī)械端輸入阻抗之間的關(guān)系，提出了換