
压电陶瓷换能器
压电陶瓷材料在输出灵敏度和带宽之间提供了良好的平衡。
由压电陶瓷制成的换能器相比于 PVDF 材料,所需的驱动电压更低,但其带宽通常限制在中心频率的 65% 以下。
若需要更高的发射灵敏度,可对陶瓷施加较低阻尼的背衬。阻尼降低时,输出灵敏度会提高,但带宽会相应减小。
Precision Acoustics Ltd 提供多种压电陶瓷换能器,所有产品均设计用于浸没式应用。
压电陶瓷换能器可制作为非聚焦型或球面(点状)聚焦型。
如需确认聚焦陶瓷的当前库存,请与我们联系。
压电陶瓷换能器适用于广泛的应用领域:如成像(医疗或无损检测)、治疗超声、材料特性分析、基础计量及校准等。
Precision Acoustics Ltd 所有换能器均根据客户具体应用需求专门设计。
配置参数:
中心频率范围:0.5 MHz 至 10 MHz
–6 dB 带宽:占中心频率的 10% 至 65%(视设计而定)
有效元件直径:5 mm 至 60 mm
输出阻抗:50 Ω(±10%)
输出功率:最高可达 120 W(视设计而定)
专为浸入式使用设计
焦距(若为聚焦型):15 mm 至 100 mm
每个换能器均进行内部校准,校准内容包括:
横向波束剖面图
若为聚焦探头,还包括轴向剖面图
(符合 IEC 2013 标准)
压电陶瓷和压电聚合物
压电陶瓷材料的特点是具有良好的电到机械转换能力,但内部阻尼相对较低。这使得它们非常适合生产谐振换能器,但必须对它们进行严重阻尼才能生产宽带换能器。典型的重阻尼压电陶瓷换能器的脉冲长度可能为 4-5 个周期。它们是出色的发射传感器,是发射/接收设备的合理选择
几乎所有的压电陶瓷换能器都配有一体式四分之一波匹配层,以有效地将压电陶瓷的高特性声阻抗(通常超过 30 MRayls)耦合到水提供的 1.5 MRayls 负载中。大多数 Precision Acoustics 压电陶瓷换能器都包含一个集成的电阻抗匹配网络。这将换能器提供的复杂阻抗转换为更接近 50 Ω的值。这确保了从典型的 50 Ω输出阻抗函数发生器和放大器到传感器的最佳功率传输。
用压电陶瓷很难生产非常高频的器件,因为晶体变得非常薄并且容易损坏。Precision Acoustics 通常只生产中心频率为 10 MHz 或更低的压电陶瓷器件。内部还使用压电陶瓷来生产声学输出超过 85W 的高谐振换能器。
压电聚合物材料(例如 PVdF)的特点是具有良好的机械到电转换能力,但内部阻尼相对较高。这使得它们非常适合产生非常短的脉冲、宽带换能器和 2-3 个周期的脉冲响应。然而,内部阻尼意味着它们必须由比同类压电陶瓷器件高得多的电压水平驱动。它们是出色的接收传感器,也是发射/接收设备的合理选择(特别是在需要良好的轴向分辨率的情况下)。
PVdF 的声阻抗比压电陶瓷更接近水,因此基于 PVdF 的换能器不需要声学匹配层。PVdF 换能器呈现的电阻抗的性质意味着很难将其有效地转换为 50 Ω。尽管阻抗可以在有限的频率范围内匹配,但这会损害此类设备的宽带行为。因此,大多数 Precision Acoustics 压电聚合物换能器都提供简单的电感匹配(以抵消换能器的大部分电抗),但不匹配到 50 Ω。
PVdF 薄膜确实可以非常薄,因此可用于生产高频换能器。Precision Acoustics 已生产出中心频率超过 35 MHz 的微型压电聚合物换能器(直径 1 毫米)。