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应用知识
影响压电换能器声功率极限的3大要点(一)
来源: 时间: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
式中,ω为角频率;E3为外施加电场;K为机电耦合系数;1668059526453成为介电常数;QL为有载机械品质因数;为ηa/m机声效率。式(1.78)可改写为
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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