Page 106 - 《应用声学》2023年第3期

544 200 200 2023 年 5 月

ᤊڤܦԍጟ/dB 180 182.915 189.506 ᤊڤܦԍጟ/dB 180 188.595 195.045

160
140
-100 -50 0 50 100 160 -100 -50 0 50 100
ᝈए/(°) ᝈए/(°)
(a) ௄Ӝᦡࡏಞᑠᑀᛮ૱ᑟ٨ 200 (b) ௄Ӝᦡࡏቇඡᑀᛮ૱ᑟ٨

200
ᤊڤܦԍጟ/dB 180 170.811 ᤊڤܦԍጟ/dB 180 178.528
195.39
192.954
160
160
140
-100 -50 0 50 100 140 -100 -50 0 50 100
ᝈए/(°) ᝈए/(°)
(c) దӜᦡࡏಞᑠᑀᛮ૱ᑟ٨ (d) దӜᦡࡏቇඡᑀᛮ૱ᑟ٨

图 5 超声换能器指向性
Fig. 5 Directivity of ultrasonic transducer

利用搭建的测试系统测得了4种换能器的声功
2 实验研究
率随激励电压的变化关系，如图 8 所示。其中，相同
制作了与仿真参数相同的 4 种换能器，每种 图形代表同种类型换能器，红色、黑色两种不同颜
换能器均制作了 2 个样品，其中压电陶瓷的半径 色的线代表不同样品。
为 10 mm，厚度为 4 mm，如图 6 所示。并搭建了
不同的实验系统测量了换能器的声功率及声场 ηՂԧၷ٨ Ҫဋஊܸ٨ ᇨฉ٨
分布。

૱ᑟ٨
௄Ӝᦡࡏಞᑠᑀᛮ૱ᑟ٨
ܦҪဋᝠ
௄Ӝᦡࡏቇඡᑀᛮ૱ᑟ٨
图 7 声功率测量装置示意图
దӜᦡࡏಞᑠᑀᛮ૱ᑟ٨ Fig. 7 Schematic diagram of sound power mea-
suring device
దӜᦡࡏቇඡᑀᛮ૱ᑟ٨
1600
௄Ӝᦡࡏಞᑠᑀᛮ૱ᑟ٨
1400
图 6 超声换能器实物图 ௄Ӝᦡࡏቇඡᑀᛮ૱ᑟ٨
1200 దӜᦡࡏಞᑠᑀᛮ૱ᑟ٨
Fig. 6 Physical picture of ultrasonic transducer దӜᦡࡏቇඡᑀᛮ૱ᑟ٨
ܦҪဋ/mW 800
2.1 实验测量换能器辐射声功率 1000
测量声功率的实验装置示意图如图 7 所示。
信号发生器 (TELEDYNE T3AFG120) 输出频率 600
400
f = 500 kHz、电压峰峰值为 5 Vpp 的连续波正
弦信号，经过功率放大器 (ATA-2022, Agitek) 将 200
电压峰峰值放大到 20∼100 V 激励换能器发出超 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100
声波，并使用超声功率计 (美国 Ohmic UPM-DT- ႃԍ/V
1000PA)测量出在上述激励电压下换能器的声功率 图 8 超声换能器声功率测量
大小，其中示波器 (HDO4104A-MS, TELEDYNE Fig. 8 Measurement of acoustic power of ultra-
LECROY)用来监测加载到换能器的电压信号。 sonic transducer