聲頻定向超聲波換能器的研究.pdf

1、聲頻定向超聲波換能器是一種能產生高指向性可聽聲音的裝置。該裝置向空氣中發(fā)射具有一定差頻信號的超聲載波，在空氣中傳播時兩列超聲載波信號發(fā)生非線性交互作用，從而自解調產生低頻可聽聲，并以高指向方式傳播給收聽者。 論文提出了計算超聲波換能器陣列發(fā)出的聲音定向性的分析方法，此方法通過計算換能器陣列聲壓的大小來判斷聲音的方向性，同時研究了換能器尺寸參數及其陣列的單元個數和陣列方式等對聲音定向性的影響。并設計和制作了超聲波換能器，實驗測試表

2、明合理的陣列方式可以獲得很強的指向性。 論文選擇聚偏二氟乙烯膜(PVDF膜)作為換能器的輻射材料，研究了PVDF膜陣列的制作方法，設計和制作了應用于空氣中的五套聲頻定向超聲波換能器，包括：采用膠粘成形的方法制作的單個陣列的圓形換能器、壓制成形方法制作的凹凸柱面膜陣列換能器、膠粘成形方法制作的改進型凹凸柱面膜陣列換能器、高溫加壓方法制作的凹柱面膜陣列換能器、及使用膠粘成形方法制作的改進型凹柱面膜陣列換能器。 論文分析了圓形

3、換能器和柱面膜陣列換能器在自由延伸條件下的振動特性，分析了柱面膜陣列換能器在實際邊界約束條件下的振動特性，并以此理論為基礎，分析了柱面膜陣列換能器的頻率響應特性，推導了柱面膜陣列換能器的聲壓和指向性理論，研究了柱面膜換能器陣列個數，柱面膜半徑，柱面膜弧度等結構參數對換能器指向性能的影響。 建立超聲波換能器的諧振頻率測試方法，測量了圓形換能器的諧振頻率，驗證了壓電材料PVDF膜的自由延伸諧振理論用于指導聲頻定向超聲波換能器諧振頻率