壓電超聲換能器原理以及研究進展

1、關(guān)于壓電超聲換能器原理及研究進展第一張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月主要內(nèi)容壓電超聲換能器原理壓電換能器應(yīng)用壓電換能器發(fā)展方向及研究 進展第二張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月課題背景超聲換能器是實現(xiàn)聲能與電能相互轉(zhuǎn)換的部件, 廣泛應(yīng)用于超聲加工、超聲清洗、超聲探測、檢測、監(jiān)測、遙測、遙控、成像等第三張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲水壓水雷超聲切割超聲探測第四張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月1、壓電超聲換能器原理 正壓電效應(yīng)：晶體受到某固定方向外力的作用時, 在某兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷的現(xiàn)象 逆壓電效應(yīng)：對晶體施加交變電場引起晶體機械變形的現(xiàn)象 第五張，

2、PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月聲-電信號轉(zhuǎn)換（壓電變壓器、聲納系統(tǒng)）超聲波（超聲清洗、探測）動力源（壓電馬達）壓電器件逆逆第六張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月電聲信號壓電方程電聲轉(zhuǎn)換模型壓電方程第七張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月主要壓電換能器材料 壓電換能器材料單晶陶瓷1、石英晶體2、鈮酸鋰3、羅謝爾鹽4、磷酸二氫鉀1、鈦酸鋇陶瓷2、鎬鈦酸鉛陶瓷3、偏鈮酸鉛陶瓷4、鈮酸鉀鈉陶瓷5、鈦酸鉛陶瓷第八張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月壓電超聲換能器重要參數(shù)機電耦合系數(shù) 電能機械能轉(zhuǎn)換效率系數(shù)介質(zhì)損耗因子tan 有功功率與無功功率比值機械損耗因子tanM 損耗機械能與介質(zhì)

3、存儲機械能頻率常數(shù)N 機械頻率與決定該頻率的線性尺寸乘積N=f0* h第九張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月2、壓電超聲換能器應(yīng)用壓電超聲換能器廣泛應(yīng)用于超聲加工、超聲清洗、超聲探測、檢測、監(jiān)測、遙測、遙控，如：壓電陶瓷變壓器、超聲馬達、超聲波清洗、超聲焊接、超聲加工、交通監(jiān)測、機器人成像信息采集。第十張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲馬達 超聲馬達是把定子作為換能器，利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)讓馬達定子處于超聲頻率振動，然后靠定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦力來傳遞能量帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動第十一張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲馬達優(yōu)點 超聲馬達體積小，力矩大，分辨率高，結(jié)構(gòu)簡單，直接驅(qū)動

4、，無制動機構(gòu)，無軸承機構(gòu)，這些優(yōu)點有益于裝置的小型化。直流電動機原理圖第十二張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月 主要是以一片底部環(huán)形定子（Stator）及一片環(huán)形轉(zhuǎn)子（Rotor）組成，將超聲波頻率的震動轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)動能量。將交流電加到定子底部的壓電陶瓷部份，便會令定子產(chǎn)生 0.001mm 幅度、約 30,000Hz 高頻而微細的震動，從而令定子頂部與轉(zhuǎn)子接觸的部份產(chǎn)生一種彎曲移動波彎曲移動。波產(chǎn)生的磨擦力，足以使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動 。佳能超聲換能馬達相機第十三張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月壓電陶瓷變壓器 壓電變壓器是利用極化后壓電體的壓電效應(yīng)來實現(xiàn)電壓輸出的。其輸入部分用正弦電壓信號驅(qū)

5、動，通過逆壓電效應(yīng)使其產(chǎn)生振動，振動波通過輸入和輸出部分的機械耦合到輸出部分，輸出部分再通過正壓電效應(yīng)產(chǎn)生電荷，實現(xiàn)壓電體的電能一機械能一電能的兩次變換，在壓電變壓器的諧振頻率下獲得最高輸出電壓。壓電陶瓷變壓器原理圖第十四張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月壓電陶瓷變壓器優(yōu)點 與電磁變壓器相比，這具有體積小，質(zhì)量輕，功率密度高，效率高，耐擊穿，耐高溫，不怕 燃燒，無電磁干擾和電磁噪聲，且結(jié)構(gòu)簡單、便于制作、易批量生產(chǎn)。第十五張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月使用壓電變壓器液晶顯示器 用壓電陶瓷變壓器制作液晶顯示(CCFL)背光高壓電源不僅克服了傳統(tǒng)電磁變壓器工作在高壓狀態(tài)下所存在的問題，而且能很好地適應(yīng)電子設(shè)備小型化、輕型化、片式化的發(fā)展需要第十六張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月3、壓電換能器發(fā)展方向及研究進展 壓電超聲換能器當前發(fā)展方向為大功率、低壓驅(qū)動、高頻、薄膜化、微型化、集成化，以及開發(fā)新型壓電超聲材料第十七張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月微型化清華大學物理系聲學研究室研發(fā)出了世界上最小的超聲馬達直徑只有1mm。利用這種微型馬達可以用來制備微型血管機器人、微型飛機等第十八張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月新型壓電材料 壓電聚合物材料 一些聚合物當電流通過時會像肌肉般收縮。而且，當對它加上振