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弯张换能器结构的发展-7大弯张换能器类型(三)

来源: | 发布日期:2022-10-17

前面文章中,声峰超声波讲到了关于弯张换能器发展的前3类结构,我们继续了解弯张换能器的其他类型。

第四类弯张换能器如图4.4所示。它包含一个横的压电陶瓷堆叠,沿椭圆管形外壳的长轴安装,并由外壳施加预压应力,其突出的特点是外壳是管形的或筒形的。当激励压电陶瓷堆叠做伸缩振动时,管形椭圆壳做弯曲振动。长轴方向的小振速被放大为短轴方向的较大振速,有效减小了辐射阻抗,增大了有效负载质量,改善了声源和水负载的匹配,因而提高了辐射效率。与前述三类换能器的轴对称旋转结构不同,它采用了管状外壳设计,应用较为广泛。上面所说的Hayes研制的换能器即属于此类。

图4.4 第四类弯张换能器
第五类弯张换能器是由两个凸形金属端帽黏合在一个压电陶瓷圆片或圆环上构成,圆环或圆盘的径向振动激励两个局部金属端帽做弯曲振动。其结构如图4.5所示。该类结构设计从驱动原理上实现了突破,压电晶片的径向振动被转换为壳体沿晶片法向方向的振动,两运动方向垂直。压电陶瓷片的径向扩展与收缩振动使金属端帽产生大的轴向位移。

图4.5 第五类弯张换能器结构图

20世纪80年代末期,对第五类弯张换能器进行微型化改进之后,又进一步发明了月牙形(Moonie)换能器门。但是其端帽上的轴向位移量不均匀,中心最大,在端帽边缘上减小为零,在黏结层上较厚的端帽中有较大的应力集中。针对这一缺点的改进型就是图4.5中最右侧的钹式(Cymbal)换能器。

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