超聲波流量計(jì)探頭及換能器原理  一二一

4.軸向伸縮振動型（也叫做縱向長度振動模式）

這是一種長度大于直徑或截面尺寸三倍以上的長條形壓電振子，它的極化方向沿軸向（縱向或者說長度方向），而振動方向也沿軸向。這種振動的特性與機(jī)電耦合系數(shù)K33相關(guān)。

二.切變振動（見圖6.2）

圖6.2 厚度切變振動示意圖

壓電振子的極化方向與外加電場方向垂直，而振子的振動方向與激勵聲波的傳播方向垂直，這種模式稱為切變振動，它產(chǎn)生的聲波是橫波（媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向垂直）。

為了實(shí)現(xiàn)切變振動，通常要對壓電振子兩次涂復(fù)電極：第一次涂復(fù)電極是用于施加極化電場對壓電晶體進(jìn)行極化處理。然后，除去已涂復(fù)的電極，再重新在另一對側(cè)面上涂復(fù)新電極用于施加激勵電場。

切變振動可以分為面切變型振動和厚度切變型振動，并以后者為常見，如Y切石英就能激發(fā)起厚度切變型振動。在圖6.2中，Y為極化方向，振子上下端面為電極，在外電場作用下振子呈現(xiàn)繞X軸轉(zhuǎn)動的Y向振動。

厚度切變型振動的頻率范圍多在1-6MHz范圍，其振動特性與機(jī)電耦合系數(shù)K15相關(guān)。它的諧振頻率可以由厚度切變振動頻率常數(shù)NT求出：fr=NT/t，式中t為振子厚度。

反諧振頻率為：fa=（1/2t）（CD55/ρ）1/2

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