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齐康超声波浅析四分之一波长超声波换能器的基本知识

来源： | 发布日期：2022-11-03

对于一个半波长压电振子，其中必有一个节面，并可将整个振动系统分为两个四分之一波长的振动系统。这样对换能器的设计更为方便、简洁。半波长是两个 λ/4振子的组合。如能分别建立和分析设计得两个λ /4振子（或聚能器），就可根据给定的谐振频率条件下，设计一个λ /4振子K1L1与K2L2的确定关系，及另一振子K3L3的确定关系。从而达到给岀半波复合棒（或夹心压电振子）换能器的全部合理尺寸。反之亦然。这是换能器设计的捷径。
图1.21是复合棒前 λ /4谐振器的示意图（也可应用于后λ/4谐振器）。

图1.21 1.22

图1. 21中若前盖板较薄（小于λ /8）,把前盖板看作晶堆的负载阻抗ZS。晶堆为一端固定一端有负载Zc的压电堆棒振动系统，就能写出如图1. 22的λ/4振动器等效机电图(37)。
图1.22的等效图中，当等效的动态迥路总的无功阻抗部份等于零（即虚部为零），这时系统的工作频率称机械谐振频率。若晶堆端面输入阻抗

则由图1.22可得，

即

1.46

故

1.47

方程式（1.47）即为频率方程的一般表达式。

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