Page 98 - 《应用声学》2023年第4期

760 2023 年 7 月

大发射电压响应逐渐升高后降低。从图 6(c)可以看 40 mm、50 mm、60 mm、70 mm，其他参数见表 1。
出，不同压电陶瓷片厚度的换能器位移值分布形状 图7 所示的是不同压电陶瓷片高度时换能器的性能
相似，沿换能器中心点呈对称分布，中心点的振幅位 变化。从图 7(a) 可以看出，不同压电陶瓷片高度一
移值最大，两端的位移值最小。随着压电陶瓷片厚 阶弯曲振动模态谐振频率均在 5.5 kHz 附近，当压
度的增加，换能器的径向位移值逐渐减小。 电陶瓷片高度增大到 70 mm 时，在 8.9 kHz 产生高
度方向的弯曲振动模态，该模式不满足四极子辐射
1.0 特性，因此压电陶瓷片晶体高度不能高于 70 mm。
D=2 mm
0.9
D=4 mm
0.8 D=6 mm 从图 7(a)、图 7(b) 可以看出，随着压电陶瓷片高度
D=8 mm
0.7 增大，压电陶瓷片的一阶弯曲振动模态的谐振频率
0.6
G/mS 0.5 0.8
0.4 H=30 mm
0.7 H=40 mm
0.3 H=50 mm
0.6
0.2 H=60 mm
H=70 mm
0.1
0 G/mS 0.5
0.4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ᮠဋ/kHz 0.3
(a) ႃ࠮ྲভ
0.2
150 0.1
140
0
130 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ᮠဋ/kHz
120 (a) ႃ࠮ྲভ
TVR/dB 110 150
100
90
D=2 mm 140
80
D=4 mm 130
70 D=6 mm 120
D=8 mm
60 110
50 TVR/dB 100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ᮠဋ/kHz 90 H=30 mm
H=40 mm
80
(b) ԧ࠱ႃԍ־ऄ H=50 mm
70 H=60 mm
4 H=70 mm
60
D=2 mm
D=4 mm 50
3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D=6 mm
D=8 mm (b) ԧ࠱ႃԍ־ऄ
ᮠဋ/kHz
A/(10 -5 mm) 1 3.2
2
2.8
0
2.4
2.0
-1 1.6
-2 A/(10 -5 mm) 1.2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
α/(°) 0.8 H=30 mm
(c) य़ՔͯረϙѬ࣋ 0.4 H=40 mm
H=50 mm
0
H=60 mm
图 6 不同压电陶瓷片厚度时换能器的性能变化 -0.4 H=70 mm
Fig. 6 Acoustic characteristics of different piezo- -0.8 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
electric ceramic thickness α/(°)
(c) य़ՔͯረϙѬ࣋
2.2 压电陶瓷片高度对换能器性能的影响
图 7 不同压电陶瓷片高度时换能器的性能变化
考察压电陶瓷片高度变化对换能器声学性能 Fig. 7 Acoustic characteristics of different piezo-
指标的影响。压电陶瓷片高度 H 分别为 30 mm、 electric ceramic height