Експериментальне вивчення ефективності перетворення енергії на резонансних коливаннях п’єзокерамічного стрижня з розрізними електродами при керованому електричному збудженні - Статья
Оптимальні характеристики п’єзокерамічних перетворювачів на резонансних коливаннях в пристроях сучасної ультразвукової техніки. Конфігурації електродного покриття для підвищення або зниження ефективності перетворення енергії на резонансних частотах.
Аннотация к работе
Наприклад, коли для пєзоперетворювача заданої геометричної форми і розмірів за технічними вимогами слід проводити збудження коливань на вищих частотах певного резонансного спектру, виявляється, що очікуваний рівень перетворення енергії пєзоелемента з суцільним електродним покриттям бічних граней є незадовільно низьким. Вирішення подібних задач досягається за рахунок керованого підводу електричного навантаження до пєзоелемента шляхом розділення його електродного покриття на окремі частини вузькими діелектричними прошарками, або ж неелектродованими скінченими ділянками поверхні [2,3]. Як приклад ми розглядаємо елементарну задачу про поздовжні коливання пєзокерамічного стержня, маючи на меті знайти таку конфігурацію поверхневих електродів, при якій неможливим стає збудження коливань на першій резонансній частоті. Коливання збуджуються гармонічною в часі різницею потенціалів , підведеною до електродів в області (1), та протилежною за фазою різницею потенціалів в областях (2) та (3), як це показано на рис.1. Як і у випадку стержня з суцільними електродами, резонансні частоти визначаються нулями знаменників виразів (6), тобто резонансне рівняння та послідовність хвильових чисел резонансу мають виглядВ статті розглянуто елементарну задачу про поздовжні коливання пєзокерамічного стержня, який має розрізи поверхневих електродів.
Вывод
В статті розглянуто елементарну задачу про поздовжні коливання пєзокерамічного стержня, який має розрізи поверхневих електродів. До частин електродного покриття підводиться різне за знаком фази електричне збудження. Встановлено умови, за яких інтенсивність першого основного резонансу є мінімальною, а максимальне значення динамічного КЕМЗ досягається на другій резонансній частоті. В експериментах з довгою прямокутною пєзопластиною виявлено, що розділення електродного покриття вузькими розрізами на три майже рівних частини призводить до збільшення інтенсивності другого резонансу принаймні у пять разів, при цьому коливання на першій резонансній частоті практично відсутні. електрод пєзокерамічний перетворювач резонансний
Список литературы
1. Piezoelectric materials in devices / Ed. N. Setler, EPFL Swiss Federal Inst. Tech. - Lausanne: 2002. - 518 p.
4. Гринченко В.Т., Улитко А.Ф., Шульга Н А. Электроупругость // Механика связанных полей в элементах конструкций. Т.5/Отв. ред.А.Н. Гузь, АН УССР, Ин-т механики. - К.: Наук. Думка, 1989. - 280 с.
5. Мезон У.П. Пьезоэлектрические кристаллы и их применение в ультраакустике. - М.: Изд-во иностр. лит., 1952. - 447 с.
6. Берлинкур Д., Керран Д., Жаффе Г. Пьезоэлектрические и пьезомагнитные материалы и их применение в преобразователях // Физическая акустика / Под. ред.У. Мэзона. - М.: Мир, 1966. - Т.1., ч.А. - С. 204-326.
7. Смажевская Е.Г., Фельдман И.Б. Пьезоэлектрическая керамика. - М.: Советское радио, 1971. - 320с.