水声换能器的三大参数介绍
水声换能器是利用晶体(石英或酒石酸钾钠)压电陶瓷(钛酸钡和锆钛酸铅等)的压电效应或铁镍合金的磁致伸缩效应来进行工作的。下面我们一起来看看水声换能器的几大主要参数:
1、阻抗(或导纳)特性
换能器在谐振频率附近可以看成一个简单串并联的等效电路。电路中的每一个电阻、电容或电感表示该换能器固有特性,这就是换能器阻抗(或导纳)特性。掌握了换能器的阻抗特性才能使它与发射机的末级回路或接收机的输入电路相匹配。换能器的阻抗(或导纳)是一个复数,它是频率的函数,一般可表示成:Z(w)=R(w)+jX(w) (单位:欧姆)。
在机械共振时动态无功抗趋于零,静态容抗可用匹配电感调谐此时可以把它看成一个纯阻。压电换能器电阻抗一般在数十欧姆到数千欧姆的范围内。
2、发射功率
发射换能器的功能是将电子发射机的电功率转变为机械振动的机械功率,再把机械功率转变为声功率发射出去。发射声功率是指换能器在单位时间内向介质中辐射能量多少的物理量,功率的单位用瓦表示。换能器的发射功率受额定电压(或电流)、动态机械强度、温度及介质特性等因素的制约。
3、发射响应
能够全面反映发射换能器性能指标的是发射响应,主要有发射电压响应和发射电流响应。发射电压响应SV的定义是指发射换能器在指定方向上离其有效声中心d0米距离上产生的自由场表观声压Pf与加到换能器输入端的电压U的比值:SV=Pfd0/U。发射电压响应通常用分贝表示。
发射电流响应是指发射换能器在指定方向上离其有效声中心d0米距离上产生的自由场表观声压Pf与加到换能器输入端的电流I的比值:SI=Pf d0/I 。发射电压响应通常用分贝表示。
4、接收灵敏度
换能器的自由场电压灵敏度指的是接收换能器在入射声波的作用下,输出端的开路电压U(w)与自由场中(假设接收换能器不存在时)它的声中心所在点的声压Pf(w)的比值M(w)。对于接收换能器而言,需要在很宽的频率范围内接收入射声信号,而压电换能器通常是在低于谐振频率的宽频带范围内工作。
5、接收灵敏度的起伏
宽带接收换能器要求在使用的频范围内有比较平坦的接收响应。通常规定在工作频段内接收电压灵敏度起伏量为±1.5dB。
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公司军工四证齐全 ,主营业务为:水下探测系统、低自噪声高性能水听器、水听器用加速度计放大器等,并提供水声实验室建设、水听器性能测试和低频声换校准的解决方案;公司为国内较少从事低频换能器研发的单位,与杨士莪院士成立院士工作站展开相关研究,公司具有丰富的低频水听器研发、校准、测试的工程经验。
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