镶拼式复合压电超声换能器的径向振动特性

摘要：

对一种镶拼式复合压电超声换能器的径向振动特性进行分析。该镶拼式复合压电超声换能器由弹性内芯、矩形压电陶瓷晶堆环组及金属预应力管径向复合而成。采用压电陶瓷晶堆，可大幅提高换能器的功率容量及有效机电耦合系数。依据机电类比原理，得出换能器的机电等效电路和共振频率方程；探讨换能器的第1、2阶共振和反共振频率及机电耦合系数与其几何尺寸之间的关系，并进行有限元仿真分析和试验测试。研究表明，换能器第1阶径向共振及反共振频率随其内芯内径及预应力管外径增大而降低；第2阶共振频率随内芯内径增大存在极小值，但随预应力管外径增大而下降，并且第2阶共振模式的有效机电耦合系数较高。对换能器共振频率的测试和仿真表明，理论与试验及仿真结果相符合。

关键词：径向振动、功率超声、镶拼正多边形、压电换能器

所属期刊栏目：52

分类号：O426(声学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目11274279,11074222

在线出版日期：2016-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：22-26