用于水下探测的宽带超声换能器设计

• 作者: 刘晓晓 张浩 曾涛
• 来源期刊: 无损检测
• 学科: 工学
• 关键词: 双激励夹心式换能器 带宽 共振频率方程 仿真设计 性能测试
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 压电陶瓷材料及压电超声换能器的无损检测应用|Nondestructive Testing Applications of Piezoelectric Ceramic Materials and Piezoelectric Ultrasonic Transducers Column
• 页码范围: 74-79
• 页数: 6页
• 分类号: TB552|TG115.28
• 语种: 中文
• DOI: 10.11973/wsjc202201018

摘要

为研制一种可用于水下探测的宽带纵振换能器,采用双激励设计方法拓宽换能器带宽,预设换能器目标谐振频率为23,42 kHz,基于双激励纵振换能器共振频率方程,对双激励纵振换能器进行了理论设计,在此基础上通过有限元建模优化设计,并对其在空气中和水中的导纳曲线和发射电压响应进行了仿真.仿真结果表明,该换能器在空气中的谐振频率为22.56,42.56 kHz,对应导纳为53.44,22.7 mS;在水中的工作频带为19.6～43.6 kHz,最大发射响应为147.1 dB,带内起伏为6.7 dB.制作的换能器在空气中的谐振频率为22.14,41.2 kHz,对应的导纳为47.4,17.7 mS;在水中的工作频带为19.0～43.5 kHz,带内起伏为8 dB,与理论设计基本一致,符合设计要求.