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影响压电换能器声功率极限的3大要点（一）

来源： | 发布日期：2022-11-10

就压电换能器而言，其声功率极限取决于热极限、电极限及机械极限。下面分析各种极限功率，这对设计大功率纵向复合棒换能器是重要关键之一。

1.热极限功率
压电材料，特别是压电陶瓷是由铁电材料构成。在大电场、高功率条件下，铁电电滞损耗相当大，因此它会产生大量的热能。若不采取有效的散热措施，将使压电陶瓷温度不断升高，当达到压电陶瓷居里温度一半时，会致使压电换能器处于严重不稳定状态。解决热极限的途径是,第一选择损耗小的压电体；第二采取有效散热措施。

2.电极限功率
单位体积传递给声元件的声功率为
1.78

1.78

式中，ω为角频率；E₃为外施加电场；K为机电耦合系数； 1668059526453

1668059526453

成为介电常数；Q_L为有载机械品质因数；为η_a/m机声效率。式（1.78）可改写为
1.79-1.80

1.79-1.80

式中，G₀为静态电器；n为陶瓷环的数量；V为外加电压（均方根值）；(Ue)_max为换能器最大允贮存电能。

公式（1.79）表示换能器忍受最大的电极限贮存电能时，可有多少声功率输出。表1.12表示压电陶瓷贮存电能比其余换能材料的贮存电能本领都要大。若压电陶瓷经过热老化处理和场老化处理后，就能获得稳定的大功率辐射换能器。

表1.12

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