Page 16 - 《应用声学》2023年第4期
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             谐振频率和对应的电导峰值及发送电压响应峰值                                 纵振式换能器在水平方向由于声源辐射的对
             整理在表 3 中。可以看到,和空气中的谐振频率相                          称性呈现全指向性特点,垂直方向的指向性如图 6
             比,由同振质量增加导致的辐射阻抗变化,换能器                            所示,不同驱动材料下纵振式换能器的前后声压比
             在水中的谐振频率降低,其中二阶谐振频率的降低                            均为12 dB左右,−3 dB开角约为74 。
                                                                                                ◦
             更为明显。KNN 基无铅压电陶瓷换能器的水中谐
                                                                     155
             振频率略高于 PZT压电陶瓷换能器,但电导峰值和
             发送电压响应峰值与 PZT 压电陶瓷换能器基本持
                                                                     150
             平,且两种换能器的发送电压响应在 27∼70 kHz 频
             带内起伏均为±3 dB左右,拥有较好宽带特性。                                 145
                   25                                              ԧ᤟ႃԍ־ऄ/dB
                           ႃ࠮
                           ႃጪ                                        140
                   20
                                                                                                 KNN
                                                                                                 PZT
                   15                                                135
                  ࠮ጪ/mS  10                                            20    30     40     50    60     70
                                                                                     ᮠဋ/kHz

                                                                         图 5  纵振式换能器发送电压响应
                   5
                                                                  Fig. 5  The simulated transmitting voltage re-
                                                                  sponse of transducer
                   0
                    20    30     40     50    60     70
                                  ᮠဋ/kHz
                                                                                  KNN      PZT
                         (a) KNN۳௄ᨥԍႃᬝၬ૱ᑟ٨ඵ˗࠮ጪ
                                                                                      90°  0
                   25                                                       120°
                                                                                               60°
                           ႃ࠮                                                           -6
                   20      ႃጪ
                                                                     150°          -12                30°
                   15                                                                -18
                  ࠮ጪ/mS  10                                        180°               -24               0°



                   5

                                                                     210°                            330°
                   0
                    20    30     40     50    60     70
                                  ᮠဋ/kHz
                          (b) PZTԍႃᬝၬ૱ᑟ٨ඵ˗࠮ጪ                                240°               300°
                                                                                     270°
                        图 4  纵振式换能器水中导纳
                                                                        图 6  纵振式换能器垂直方向指向性
               Fig. 4 The simulated admittance of transducer
                                                                Fig. 6 The simulated vertical directivity of transducer
               underwater

                                                  表 3  换能器水中电声性能
                             Table 3 The electroacoustic performance of transducer underwater

                                      一阶谐振频率       电导    发送电压响应 二阶谐振频率          电导    发送电压响应
                             驱动材料
                                         f 1 /kHz  G 1 /mS  TVR 1 /dB  f 2 /kHz  G 2 /mS  TVR 2 /dB
                           KNN 基无铅
                                          33       2.53    151.9        66      2.13     152.1
                             压电陶瓷
                           PZT 压电陶瓷       32       2.45    151.7        65      2.11     152.5
   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21