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基于换能器设计分析材料高频力学参数测试方法
被引量:
2
1
作者
吴梓豪
贺西平
+1 位作者
郑欢
朱行旻
《云南大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期569-575,共7页
在测得聚苯硫醚材料高频段储能模量和损耗因子的基础上,提出应用聚苯硫醚夹心式换能器的实测谐振频率和品质因数对聚苯硫醚高频力学性能参数测试结果进行分析的方法.测试结果表明,动态粘弹仪法测得的高频力学参数用于设计换能器时相对...
在测得聚苯硫醚材料高频段储能模量和损耗因子的基础上,提出应用聚苯硫醚夹心式换能器的实测谐振频率和品质因数对聚苯硫醚高频力学性能参数测试结果进行分析的方法.测试结果表明,动态粘弹仪法测得的高频力学参数用于设计换能器时相对误差最小,压电超声复合共振法次之,而共振法和波速法的相对误差较大.提出的分析及检验材料力学性能参数测试方法不受测试频段限制,为高频力学性能参数测试提供了一种新的检验方法.
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关键词
换能器
谐振频率
品质因数
动态力学参数
高聚物
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职称材料
面向空耦电声换能器应用的高性能FEP/PTFE复合膜压电驻极体
被引量:
1
2
作者
安志鸿
黄林敏
+4 位作者
赵锦波
胡倩倩
孙转兰
郑欢
张晓青
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期279-288,共10页
压电驻极体(也称为铁电驻极体)是一类具有强压电效应的微孔结构驻极体材料,具有柔韧、低密度、低特性声阻抗等特征,是制备柔性空气耦合声电换能器的理想材料.针对器件对高灵敏度和高温工作环境的应用需求,本文报道高性能氟化乙丙烯/聚...
压电驻极体(也称为铁电驻极体)是一类具有强压电效应的微孔结构驻极体材料,具有柔韧、低密度、低特性声阻抗等特征,是制备柔性空气耦合声电换能器的理想材料.针对器件对高灵敏度和高温工作环境的应用需求,本文报道高性能氟化乙丙烯/聚四氟乙烯(FEP/PTFE)复合膜压电驻极体的制备和性能表征.研究结果表明,FEP/PTFE膜的特性声阻抗为0.02 MRayl(1 Rayl=10 Pa·s/m);在小压强范围内的准静态压电电荷系数d_(33)可高达800 pC/N,且具有良好的压强特性.基于FEP/PTFE复合膜压电驻极体的麦克风的灵敏度最高可达6.4 mV/Pa@1 kHz,远高于文献报道的相同结构的压电驻极体麦克风的灵敏度,且具有平坦的频响曲线.对于直径为20 mm的超声波发射器,当驱动电压V_(p)为600 V时,样品中轴线上距离器件表面100 mm处,40—80 kHz频率范围内产生的超声波的声压级为80—90 dB(参考声压为20μPa).基于FEP/PTFE复合膜压电驻极体的声电换能器的热稳定性显著优于聚丙烯(PP)压电驻极体声电换能器:在125℃下老化211 h,器件的灵敏度保持初值的26%,这得益于基体材料FEP和PTFE优良的空间电荷储存稳定性.
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关键词
压电驻极体
氟化乙丙烯/聚四氟乙烯复合膜
声电换能器
空气耦合
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职称材料
前盖板为非金属材料的超声频换能器
被引量:
2
3
作者
范育兵
郑欢
+3 位作者
向冰
吴梓豪
贺西平
朱行旻
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期1566-1570,共5页
针对振动式机械天线高频激振的需求,本文选择了杨氏模量实部较高而虚部相对较低的聚合物PPS作为换能器的前盖板材料。研究了换能器的机电等效电路,通过有限元软件计算了换能器的谐振频率。对研制的换能器测试了其导纳特性、前后振幅、...
针对振动式机械天线高频激振的需求,本文选择了杨氏模量实部较高而虚部相对较低的聚合物PPS作为换能器的前盖板材料。研究了换能器的机电等效电路,通过有限元软件计算了换能器的谐振频率。对研制的换能器测试了其导纳特性、前后振幅、电压振幅关系、工作升温情况和雾化效果。测试结果表明:谐振频率处施加在换能器上的激励电压与前端振幅呈线性关系;换能器的前后振幅比较大。相对于金属材料组件换能器,非金属材料组件换能器的输出-质量比较大。
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关键词
换能器
机械天线
非金属材料
复杨氏模量
等效电路
谐振频率
变幅杆
输出-质量比
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职称材料
聚苯硫醚材料复合棒型换能器
4
作者
吴梓豪
贺西平
+2 位作者
郑欢
朱行旻
刘强
《声学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期730-736,共7页
本文选择了高聚物中杨氏模量较大、损耗较小的聚苯硫醚作为复合棒型换能器的前盖板.计算了聚苯硫醚棒中的纵波传播速度,研究了基于聚苯硫醚材料的复合棒型换能器的等效电路设计方法。利用有限元方法计算了换能器谐振频率、轴向应变分布...
本文选择了高聚物中杨氏模量较大、损耗较小的聚苯硫醚作为复合棒型换能器的前盖板.计算了聚苯硫醚棒中的纵波传播速度,研究了基于聚苯硫醚材料的复合棒型换能器的等效电路设计方法。利用有限元方法计算了换能器谐振频率、轴向应变分布、平均耗散功率等性能参数。对本文研制的前盖板为聚苯硫醚、后盖板为钢(1#)和前后盖板均为聚苯硫醚(2#)的两个换能器进行了测试.结果表明,理论计算的谐振频率与实验测试相吻合;两个换能器的振幅均与所施加的电压成正比,且1#换能器的振幅电压比更大;两个换能器的耗散功率与加电压平方成正比,在应变较大处耗散功率较高,导致局部升温明显,测得两个换能器温度最高处均位于应变最大位置处。1#换能器的前后振幅比为26,与同频率的金属组件换能器相比,若后盖板为尺寸相同的钢材,前盖板采用聚苯硫醚材料能够显著提高换能器的前后振幅比,且带宽也较大。
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关键词
换能器
聚苯硫醚
杨氏模量
耗散功率
谐振频率
振幅比
有限元方法
电压比
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职称材料
题名
基于换能器设计分析材料高频力学参数测试方法
被引量:
2
1
作者
吴梓豪
贺西平
郑欢
朱行旻
机构
陕西师范大学物理学与信息
技术
学院
中国
船舶
集团公司
第七
二二
研究所
低频
电磁
通信技术
实验室
出处
《云南大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期569-575,共7页
基金
国家自然科学基金(12174241)
低频电磁通信技术实验室开放基金(DPJJ-2018-03).
文摘
在测得聚苯硫醚材料高频段储能模量和损耗因子的基础上,提出应用聚苯硫醚夹心式换能器的实测谐振频率和品质因数对聚苯硫醚高频力学性能参数测试结果进行分析的方法.测试结果表明,动态粘弹仪法测得的高频力学参数用于设计换能器时相对误差最小,压电超声复合共振法次之,而共振法和波速法的相对误差较大.提出的分析及检验材料力学性能参数测试方法不受测试频段限制,为高频力学性能参数测试提供了一种新的检验方法.
关键词
换能器
谐振频率
品质因数
动态力学参数
高聚物
Keywords
transducer
resonance frequency
quality factor
dynamic mechanical parameters
polymer
分类号
O426 [理学—声学]
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职称材料
题名
面向空耦电声换能器应用的高性能FEP/PTFE复合膜压电驻极体
被引量:
1
2
作者
安志鸿
黄林敏
赵锦波
胡倩倩
孙转兰
郑欢
张晓青
机构
中国
船舶
集团公司
第七
二二
研究所
低频
电磁
通信技术
实验室
同济大学物理科学与工程学院上海市特殊人工微结构材料与
技术
重点
实验室
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期279-288,共10页
基金
国家自然科学基金(批准号:61761136004)资助的课题。
文摘
压电驻极体(也称为铁电驻极体)是一类具有强压电效应的微孔结构驻极体材料,具有柔韧、低密度、低特性声阻抗等特征,是制备柔性空气耦合声电换能器的理想材料.针对器件对高灵敏度和高温工作环境的应用需求,本文报道高性能氟化乙丙烯/聚四氟乙烯(FEP/PTFE)复合膜压电驻极体的制备和性能表征.研究结果表明,FEP/PTFE膜的特性声阻抗为0.02 MRayl(1 Rayl=10 Pa·s/m);在小压强范围内的准静态压电电荷系数d_(33)可高达800 pC/N,且具有良好的压强特性.基于FEP/PTFE复合膜压电驻极体的麦克风的灵敏度最高可达6.4 mV/Pa@1 kHz,远高于文献报道的相同结构的压电驻极体麦克风的灵敏度,且具有平坦的频响曲线.对于直径为20 mm的超声波发射器,当驱动电压V_(p)为600 V时,样品中轴线上距离器件表面100 mm处,40—80 kHz频率范围内产生的超声波的声压级为80—90 dB(参考声压为20μPa).基于FEP/PTFE复合膜压电驻极体的声电换能器的热稳定性显著优于聚丙烯(PP)压电驻极体声电换能器:在125℃下老化211 h,器件的灵敏度保持初值的26%,这得益于基体材料FEP和PTFE优良的空间电荷储存稳定性.
关键词
压电驻极体
氟化乙丙烯/聚四氟乙烯复合膜
声电换能器
空气耦合
Keywords
piezoelectret
laminated FEP/PTFE film
sound transducer
air-borne
分类号
TQ317 [化学工程—高聚物工业]
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
前盖板为非金属材料的超声频换能器
被引量:
2
3
作者
范育兵
郑欢
向冰
吴梓豪
贺西平
朱行旻
机构
中国
船舶
集团公司
第七
二二
研究所
低频
电磁
通信技术
实验室
陕西师范大学应用声学
研究所
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期1566-1570,共5页
基金
低频电磁通信技术实验室开放基金项目(DPJJ-2018-03)
国家自然科学基金项目(11774211).
文摘
针对振动式机械天线高频激振的需求,本文选择了杨氏模量实部较高而虚部相对较低的聚合物PPS作为换能器的前盖板材料。研究了换能器的机电等效电路,通过有限元软件计算了换能器的谐振频率。对研制的换能器测试了其导纳特性、前后振幅、电压振幅关系、工作升温情况和雾化效果。测试结果表明:谐振频率处施加在换能器上的激励电压与前端振幅呈线性关系;换能器的前后振幅比较大。相对于金属材料组件换能器,非金属材料组件换能器的输出-质量比较大。
关键词
换能器
机械天线
非金属材料
复杨氏模量
等效电路
谐振频率
变幅杆
输出-质量比
Keywords
transducer
mechanical antenna
non-metallic material
complex Young's modulus
equivalent circuit
resonant frequency
horn
output-to-weight ratio
分类号
O426.9 [理学—声学]
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职称材料
题名
聚苯硫醚材料复合棒型换能器
4
作者
吴梓豪
贺西平
郑欢
朱行旻
刘强
机构
陕西师范大学物理学与信息
技术
学院陕西省超声学重点
实验室
中国
船舶
集团公司
第七
二二
研究所
低频
电磁
通信技术
实验室
出处
《声学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期730-736,共7页
基金
国家自然科学基金项目(11774211)
低频电磁通信技术实验室开放基金项目(DPJJ-2018-03)资助。
文摘
本文选择了高聚物中杨氏模量较大、损耗较小的聚苯硫醚作为复合棒型换能器的前盖板.计算了聚苯硫醚棒中的纵波传播速度,研究了基于聚苯硫醚材料的复合棒型换能器的等效电路设计方法。利用有限元方法计算了换能器谐振频率、轴向应变分布、平均耗散功率等性能参数。对本文研制的前盖板为聚苯硫醚、后盖板为钢(1#)和前后盖板均为聚苯硫醚(2#)的两个换能器进行了测试.结果表明,理论计算的谐振频率与实验测试相吻合;两个换能器的振幅均与所施加的电压成正比,且1#换能器的振幅电压比更大;两个换能器的耗散功率与加电压平方成正比,在应变较大处耗散功率较高,导致局部升温明显,测得两个换能器温度最高处均位于应变最大位置处。1#换能器的前后振幅比为26,与同频率的金属组件换能器相比,若后盖板为尺寸相同的钢材,前盖板采用聚苯硫醚材料能够显著提高换能器的前后振幅比,且带宽也较大。
关键词
换能器
聚苯硫醚
杨氏模量
耗散功率
谐振频率
振幅比
有限元方法
电压比
分类号
TQ317 [化学工程—高聚物工业]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于换能器设计分析材料高频力学参数测试方法
吴梓豪
贺西平
郑欢
朱行旻
《云南大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
2
面向空耦电声换能器应用的高性能FEP/PTFE复合膜压电驻极体
安志鸿
黄林敏
赵锦波
胡倩倩
孙转兰
郑欢
张晓青
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
下载PDF
职称材料
3
前盖板为非金属材料的超声频换能器
范育兵
郑欢
向冰
吴梓豪
贺西平
朱行旻
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
2
下载PDF
职称材料
4
聚苯硫醚材料复合棒型换能器
吴梓豪
贺西平
郑欢
朱行旻
刘强
《声学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
0
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职称材料
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