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【如何成为电声高手】25. 超声换能器

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梳理了下常用的超声换能器。

使用压电作为超声换能器比例最大,种类最多。




超声换能器是一种设备,可以将一种能量(通常是电能)转换为超声波。这些换能器在许多不同的领域都有应用,比如医疗成像、声纳、工业检测以及超声清洁等。
超声换能器的工作原理通常基于压电效应,这是某些材料(如压电陶瓷或晶体)在电压作用下发生形状改变的现象。当电压被施加到这些材料上时,它们会展开或收缩,从而产生超声波。反之,当超声波作用于这些材料时,它们会发生形状改变并产生电压,这样就可以检测到超声波。
超声换能器的主要部分包括:
1. **压电元素**:这是换能器的核心部分,它负责将电能转换为超声波,或者将超声波转换为电能。
2. **背压板**:这是一个重的元件,用于反射向后的超声波,使其向前传播。
3. **匹配层**:这是一个或多个层,用于改善从换能器到介质(例如水或人体)的超声波传播。
4. **阻尼材料**:这是一个材料,用于吸收多余的超声波,以减少反射和回声。
超声换能器的设计和制造需要考虑许多因素,包括所需的频率、功率、效率、灵敏度、尺寸以及预期的使用环境等。

推荐一本书《压电换能器设计原理》,并简要进行了讲解


通过仿真分析了一款最常用的空气中应用的超声换能器


模态

位移分布


声压级分布

不同位置声压级频响曲线

不同位置位移曲线


来源:声学号角
材料
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首次发布时间:2023-09-11
最近编辑:1年前
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