功率超聲換能器壓電振子的徑向諧振頻率及聲學(xué)特性分析.pdf

1、大功率超聲換能器的研制是油井三次采油技術(shù)的關(guān)鍵,換能器的設(shè)計(jì)要求是工作性能穩(wěn)定、發(fā)射功率大,然而換能器聲壓級(jí)和功率容量的高低依賴于壓電振子的性能,本文重點(diǎn)講述功率超聲換能器壓電振子的諧振頻率及聲學(xué)特性分析,對(duì)大功率超聲換能器的研制和油田的三次采油具有重大意義。
　　首先,通過壓電方程和運(yùn)動(dòng)方程,得到壓電振子的徑向諧振頻率方程,通過計(jì)算壓電振子徑向諧振頻率。
　　其次,根據(jù)不銹鋼鋼管和壓電陶瓷圓管的熱膨脹系數(shù)的差異,建立了復(fù)合

2、型圓管的壓電振子,推導(dǎo)出復(fù)合型壓電圓管過盈量的理論公式,計(jì)算復(fù)合型壓電振子過盈量的理論值。
　　再次,通過ANSYS軟件分別對(duì)壓電振子和復(fù)合型壓電振子進(jìn)行模態(tài)和諧響應(yīng)分析,并且分析了壓電振子徑向諧振頻率與尺寸的關(guān)系,又通過實(shí)驗(yàn)對(duì)壓電振子進(jìn)行測(cè)量,最終結(jié)合理論、仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較和驗(yàn)證。
　　最后,通過對(duì)壓電振子在水中的聲學(xué)特性進(jìn)行有限元仿真,分析壓電振子在水中的徑向諧振頻率,并得到其導(dǎo)納特性,聲壓級(jí)和最大功率容量。