电容式微机械超声换能器的设计与仿真

作     者：高铁成 远桂民 王昊 GAO Tie-cheng;YUAN Gui-min;WANG Hao

作者机构：天津工业大学电子与信息工程学院天津300387 天津工业大学天津市光电检测技术与系统重点实验室天津300387 

基　　金：天津市企业科技特派员项目(18JCTPJC60100) 天津市教委科研计划项目(2018KJ213) 

出 版 物：《天津工业大学学报》 (Journal of Tiangong University)

年 卷 期：2021年第40卷第4期

页      码：84-88页

摘      要：为满足超声传感器非接触、非浸入、完全无损及易于集成等要求,提出了一种电容式微机械超声换能器(CMUT)的简单质量-弹簧理论计算模型,结合薄板振动理论,设计了传感器特征参数、谐振频率和塌陷电压等参数,并对其进行仿真验证。结果表明:由该模型得到的理论计算结果和软件仿真结果,经对比其误差在4%之内,能很好满足设计要求,并验证了简单质量-弹簧模型的可行性;在标准大气压和外加塌陷电压作用下,薄板挠度约为空腔高度减去薄板挠度(只在大气作用下的薄板挠度)时的1/3;设计的一阶谐振频率为530 kHz的低频传感器可用于空耦超声检测。

主 题 词：电容式微机械超声换能器(CMUT) COMSOL有限元仿真 质量-弹簧模型 空耦传感器 

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[070206] 0802[工学-机械学] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-024x.2021.04.013

馆 藏 号：203104799...