tify"> Перетворювачі в залежності від діапазону частот підрозділяються на три види:
звукові (нижче 20 кГц) - зумери, телефонні мікрофони, високочастотні гучномовці, сирени і т. п.;
ультразвукові - високоінтенсивні випромінювачі для зварювання та різання, мийки й очищення матеріалів, датчики рівня рідин, дисперсійні розпилювачі, генератори тумана, інгалятори, зволожувачі повітря. Значною групою виділяються так звані ультразвукові вимірювачі відстані в повітряному середовищі (Air Transducers), що є п'єзокерамічними компонентами. Вони використовуються в якості вимірників відстані для автотракторної техніки, сенсорів наявності і руху в охоронних системах, в рівнемірах, для дистанційного контролю та управління, в пристроях відлякування птахів, звірів і сільськогосподарських шкідників і т. д. Виробляються пристрої трьох типів: передавальні, прийомні і приймально-передавальні;
високочастотні ультразвукові - устаткування для випробування матеріалів і неруйнівного контролю, діагностика в медицині і промисловості, лінії затримки і т. д [3].
2. Розрахунок параметрів п'єзоелектричного перетворювача
.1 Розрахунок напруги холостого ходу п'єзоелектричного перетворювача для деформації по товщині (ТД)
За завданням потрібно визначити резонансну частоту f р за формулою (2.1):
(2.1)
де f 0 - власна частота п'єзоелектричного перетворювача, яка обчислюється за формулою (2.2):
(2.2)
антирезонансного частота пьезоелемента, що має форму диска дорівнює власній частоті
Розраховуємо частотний коефіцієнт N f, часто званий частотної постійної за формулою (2.3):
(2.3)
Розрахунок швидкості звуку З зв в п'єзомодуль використовуючи резонансну частоту f р за формулою (2.4):
(2.4)
Знаючи геометричні розміри п'єзомодуль, і використовуючи формулу (2.5) розрахуємо площу виникнення заряду S:
(2.5)
Розрахунок максимального механічного напруги? max під дією максимальної сили F max за формулою (2.6):
(2.6)
Допустиме механічне напруження при стисканні (? sg) пьезоелемента, виконаного з п'єзокераміки ТБК - 3, становить 24 * 10 липня. Зробимо перевірку умови? maxT? ? sg:
, 252 * 10 травня H / м 2? 24 * 7 Жовтня H / м 2
Розрахуємо власну ємність перетворювача C 0 за формулою (2.7):
(2.7)
Так як у нас перетворювач виполняется з двох пластин, то його сумарна ємність складе:
Визначимо величину заряду q, що виникає на обкладках за формулою (2.8):
(2.8)
Тоді напруга холостого ходу U хх визначимо за формулою (2.9):
(2.9)
2.2 Розрахунок напруги холостого ходу п'єзоелектричного перетворювача для деформації по довжині (ДД)
За завданням потрібно визначити резонансну частоту...
