超聲波流量計探頭及換能器原理 一二二

三.彎曲振動（見圖6.3）

能作彎曲振動的壓電振子應具有兩對以上的電極激勵而電場方向又與極化方向相同，不過兩對激勵電極上的電場施加方式不同。隨彎曲振動的模式不同，可以激發出不同的波型，通常能產生數KHz至數十KHz頻率范圍的振動，彎曲振動可分為：

1.厚度彎曲型振動

這是由兩片橫向伸縮方向相反的壓電體構成，通常是將已極化的兩個壓電體長條按圖6.3（a）粘合并引出電極引線A和B，當在A、B間施加交變電場時，長條片的一片伸長而另一片縮短，整體長條片則發生彎曲振動。當壓電體長度l遠大于長條寬度a和厚度t時，其基頻諧振頻率為：fr=Nrt/l2式中Nr為厚度彎曲振動的頻率常數，它與壓電體密度及彈性常數有關并隨彎曲振動片的固定方式和振動模式而變。當振動體為圓片形時，式中的l用圓片半徑a代替。或者：式中α1為隨邊界條件和振動模式變化的系數。

2.橫向彎曲型振動（扭轉振動）

這是采用圓柱形壓電體，沿軸向Z極化，而在圓柱側面涂上四個電極--a、b、c、d，這些電極與X和Y軸相對稱，每個相對的電極ab和cd連成一個輸電端，如圖6.3（b）所示。在兩輸電端施加交變電場時，晶體將產生繞Z軸的扭轉振動。這種振動模式主要在超聲測量技術中有其特殊應用，如用于扭力計傳感器等。

§6.2 厚度振動型壓電換能器的等效電路

在超聲檢測技術中應用最廣泛的是厚度振動型壓電換能器，下面我們來進行具體討論。

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