新型大功率压电陶瓷超声振动系统的研究

项目名称： 新型大功率压电陶瓷超声振动系统的研究

项目编号： No.10974127

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 林书玉

作者单位： 陕西师范大学

项目金额： 45万元

中文摘要： 本项目对目前功率超声技术中急需的大功率压电陶瓷超声换能器系统进行研究。第一，对传统的纵向夹心式压电陶瓷换能器的多维耦合振动进行研究，通过优化换能器的几何尺寸和振动模式，实现换能器中纵向振动模式和径向振动模式的相互强烈耦合，以达到换能器的大功率输出。第二，提出一种新型的径向振动夹心式压电陶瓷大功率复合超声换能器，从理论上探讨此类换能器的机电等效电路，在此基础上，得出换能器的共振频率设计方程。探讨径向复合超声换能器的几何尺寸及径向预应力对其共振频率、振动模态、辐射功率以及有效机电耦合系数的影响；同时对此类换能器的负载能力及径向振动分布进行研究，以实现其优化设计。第三，对纵弯模式转换型弯曲振动圆形及矩形超声辐射器进行研究，探讨此类超声辐射器的共振频率、振动模态、有效机电耦合系数及辐射功率与其几何尺寸及负载特性之间的依赖关系，为研制大尺寸高功率超声辐射器奠定基础。

中文关键词： 耦合振动压电换能器；径向复合换能器；共振频率；振动模态；模式转换

英文摘要：

英文关键词： piezoelectric transducer；radially composite transducer；resonance frequency；vibrational mode；vibration-mode conversion