Аналітичне дослідження впливу конструкції ультразвукового пакетного п’єзокерамічного перетворювача на амплітуду коливань

Abstract

Анотація. В роботі розглянуті питання, пов’язані з розрахунком геометричних розмірів пакетних перетворювачів на основі п’єзокераміки. Отримані співвідношення для розрахунку геометричних розмірів пакету в залежності від робочої частоти, матеріалу накладок та товщини пакету п’єзокераміки. Отримано аналітичний вираз для розрахунку амплітуди коливальної швидкості на робочій поверхні перетворювача в режимі холостого ходу. Проведено порівняльний аналіз розрахунків резонансної частоти для отриманих аналітичних виразів та результатів, отриманих розрахунками методом кінцевих елементів. Показано, що розбіжність результатів не перевищує 10%. В результаті аналітичного дослідження показано, що асиметричний перетворювач дає більшу амплітуду коливань у порівнянні з симетричним незалежно від матеріалу накладок. Збільшення амплітуди коливальної швидкості можна досягти збільшенням товщини пакету або виконанням робочої накладки з матеріалу, що має менший хвильовий опір.

Keywords

• ультразвуковий перетворювач
• п’єзокераміка
• пакетний п’єзоперетворювач
• резонансна частота
• амплітуда коливань