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浅析环形磁致伸缩换能器的结构形式

来源： | 发布日期：2022-09-16
1、结构形式。环形磁致伸缩换能器也是由薄片磁致伸缩金属材料，经冲孔成型、氧化 绝缘、叠集成块、退火等工艺制成的，其结构形式如图4-9所示。
环形磁致伸缩换能器

这种类型换能器的特点是：当线圈中同时通过偏磁电流和交变流后，圆环受到磁致伸缩应力的作用，沿圆周产生长度伸缩的变化，因而产生径向振动，可以自圆环内侧面［图4-9 (a)］或外侧面［图4-9 (b)］向周围介质辐射超声波。


2、换能器的共振频率公式及结构参数的选取。对于图4-10所示作径向振动的环形换能器，如果圆环的半径R比圆环宽度a足够大，则其共振频率为：

式1

式中，E为弹性模量；R为圆环平均半径；ρ为材料密度；c为纵波声速。

在实际应用中，环形换能器叠片上均带有小孔，以便绕线。考虑到圆环上带有小孔后，可以将圆环看成是由两个同心圆环A和B组成，如图4-11所示。其共振频率可按下式计算：

式2

式中，及分别为A环的平均半径及A环的宽度；及分别为B环的平均半径及B环的宽度；n为B环上的小孔数；d为B环上的小孔直径。

4.10-4.11

式3

a0/a1与k的关系曲线如图4-12所示，a1为B环有孔部位视为均匀棒时的等效宽度。

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