基于傳輸線理論的壓電換能器電阻抗匹配研究.pdf

1、當(dāng)今功能材料的應(yīng)用越來越廣泛,其研究非?；钴S,而壓電材料作為其中的一種,也備受研究者關(guān)注。壓電材料在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,近年來特別在超聲壓電換能器領(lǐng)域研究較多,目前在高性能壓電材料的應(yīng)用方面還有不足,關(guān)于壓電換能器的匹配研究,科研工作者多數(shù)從機(jī)械匹配也就是聲學(xué)匹配方面入手,但是在電學(xué)匹配方面特別是高頻領(lǐng)域的研究還有待突破。
　　為更好的解決電學(xué)匹配問題,我們?cè)O(shè)計(jì)并制備了中心頻率在1.3MHz的高性能1-3型復(fù)合材料的原

2、型超聲波器件。利用1-3復(fù)合壓電材料作為壓電振子,由換能器的設(shè)計(jì)原則,結(jié)合本文制備的壓電原型器件的性質(zhì),研制出了在-6dB的帶寬為32.9％的壓電超聲換能器,我們首先在聲學(xué)匹配方面做了一些工作,為提高換能器的性能,利用環(huán)氧樹脂混合氧化鋁粉制備出厚度在0.53mm的匹配層,使靈敏度比聲學(xué)匹配前提高了3.41dB,在-6dB的帶寬提高到了45.6%。本文重點(diǎn)研究了電學(xué)匹配的理論和方法,首次利用傳輸線變壓器進(jìn)行了準(zhǔn)確的阻抗匹配研究,研究了傳輸

3、線變壓器參數(shù)的精確選擇方法和具體的工藝做法,并且利用換能器的自發(fā)自收模式對(duì)電學(xué)匹配條件下的1-3型壓電超聲換能器性能進(jìn)行了測(cè)量,結(jié)果顯示換能器的靈敏度提高了11.1dB,在-6dB的帶寬由匹配前的32.9%,提高到了匹配后的38.2%。這表明利用傳輸線變壓器進(jìn)行電學(xué)匹配,非常有助于提高換能器的靈敏度,對(duì)帶寬的提高也有一定的作用,最后我們綜合測(cè)試了聲學(xué)和電學(xué)匹配后的結(jié)果,與換能器無任何匹配時(shí)對(duì)比,換能器的靈敏度提高了14.2dB,在-6d