Care este principiul de funcționare al ceramicii piezoelectrice cu ultrasunete?
Principiul foii ceramice piezoelectrice: Când se aplică presiune sau tensiune pe placa ceramică, la ambele capete ale foii ceramice sunt generate sarcini cu polarități opuse și curent este generat prin circuit. Acest efect se numește efect piezoelectric. Dacă un traductor din această ceramică piezoelectrică este pus în apă, sub acțiunea undelor sonore, vor fi induse sarcini la ambele capete ale traductorului, care sunt receptori de unde sonore. În plus, efectul piezoelectric este reversibil. Dacă pe foaia ceramică piezoelectrică i se aplică un câmp electric alternativ, placa ceramică devine din când în când mai subțire și mai groasă, vibrând și emițând unde sonore. Prin urmare, problema emițătorului cu ultrasunete este rezolvată.
Există două materiale pentru traductoarele ceramice piezoelectrice: metale magnetostrictive și ceramică piezoelectrică. Scopul acestui articol este de a proiecta traductoare pentru prelucrarea mecanică cu ultrasunete de mare putere, astfel încât vor fi discutate doar traductoarele ceramice piezoelectrice. Ca o rețea de transport de energie, traductorul ceramic piezoelectric are problema eficienței conversiei energiei. Eficiența conversiei este legată de selecția materialului traductorului, a formei de vibrație, a structurii sistemului de vibrații mecanice (inclusiv a mecanismului de sprijin) și a frecvenței de funcționare. Prin urmare, în proiectarea traductoarelor cu ultrasunete, ar trebui luați în considerare diverși factori, cum ar fi impedanța acustică, răspunsul în frecvență, potrivirea impedanței, structura acustică, modurile de vibrație și materialele de conversie și modul de proiectare și coordonare a acestor factori astfel încât conversia electro-acustică. poate atinge cea mai bună valoare.
Traductorul ceramic piezoelectric este un material ceramic electronic cu proprietăți piezoelectrice. Principala diferență față de un cristal de cuarț piezoelectric tipic fără componente feroelectrice este că fazele cristaline care alcătuiesc componentele sale principale sunt toate granule de cristal feroelectrice. Deoarece ceramica sunt agregate policristaline cu granule orientate aleator, vectorul de polarizare spontană al fiecărui granu feroelectric este de asemenea dezorientat. Pentru ca ceramica să prezinte proprietăți piezoelectrice macroscopice, ceramica piezoelectrică trebuie polarizată într-un câmp electric de curent continuu puternic după ardere, iar fața de capăt este supusă mai multor electrozi, astfel încât vectorul de polarizare al orientării dezordonate inițiale să fie orientat preferabil în direcția câmpului electric, iar după ce câmpul electric este eliminat, ceramica piezoelectrică după tratamentul de polarizare va menține o anumită polarizare reziduală macroscopică, astfel încât ceramica să aibă o anumită presiune.
