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传统钹式换能器的工作原理

来源： | 发布日期：2022-09-19

目前钹式换能器主要有以下几种类型。传统钹式换能器顾名思义：该换能器由于两端的金属端帽薄日厚度均匀，日其外形与乐器钹(Cymbal)相似而得名，故称为钹式换能器，其结构的二维剖面图如图49所示。
钹式换能器采用截顶圆锥形的金属端帽,通常用环氧树脂黏合在中心压电陶瓷圆片两侧,压电陶瓷圆片沿厚度方向极化，电导线用导电环氧树脂黏结在金属端帽边缘。

传统钹式换能器提高压电系数的机理是：通过换能器的钹式结构，放大压电位移或者声压，复合结构使得压电材料中的径向压电系数d31与厚度方向压电系数d33的压电效应由相减变为相加，从而提高压电材料性能。
工作原理是：
(1)作为接收器时，当接收到的声压作用在钹式换能器金属端帽上时,通过金属平顶锥壳与压电晶片的界面耦合作用,变为径向振动模态，并与压电晶片的径向振动模态叠加，产生较大的径向张力，并在陶瓷片的两极输出交变电压；

(2)作为发射器时，在交变电压激励下，压电陶瓷品片与金属平顶锥壳发生耦合作用，使压电品片的径向振动模态转变为金属平顶锥壳的弯张振动模态,产生更大的轴向振动位移。

传统钹式换能器的谐振频率主要由端帽材料、几何尺寸决定，通过改变钹式换能器的端帽材料和尺寸,可很容易地调整其谐振频率和有效机电转换系数。钹式换能器作为发射器和接收器，可应用于水声工程等；作为压电传感器和激励器，该换能器的用途更为广泛。钹式换能器具有体积小、质量轻、易于组阵等优点，其缺点是耐静水压能力较低。

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