基于Leach模型的空气耦合超声换能器声阻抗匹配特性研究

作     者：崔亚敏 周进节 白嘉琪 崔业婷 王学敏 CUI Yamin;ZHOU Jinjie;BAI Jiaqi;CUI Yeting;WANG Xuemin

作者机构：中北大学机械工程学院太原030051 恶劣环境下智能装备技术山西省重点实验室太原030051 国网阳泉供电公司山西阳泉045000 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFC3005002,2016YFF0203003) 国家自然科学基金项目(62071433) 

出 版 物：《半导体光电》 (Semiconductor Optoelectronics)

年 卷 期：2023年第44卷第6期

页      码：851-856页

摘      要：压电陶瓷与空气之间的声阻抗差异巨大,导致声波在固-气介质间的能量传输效率低,研究匹配层特性对提升换能器能量传输效率具有重要意义。文章通过Leach模型仿真,研究了空气耦合超声换能器阻抗与瞬态响应,并搭建实验平台进行测试验证。仿真和实验结果表明,增加一层匹配层可将接收信号幅值增大约280%,增加两层匹配层可将接收信号幅值增大约363%。通过采用经声阻抗匹配后的换能器对碳纤维板缺陷进行检测,能明显检测出深度为0.5 mm、直径为1 mm凹槽缺陷的变化,验证了通过等效电路模型研究换能器匹配特性方法的有效性。

主 题 词：PSpice 空气耦合 换能器 电路设计 仿真 

学科分类：08[工学] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 081102[081102] 

D　O　I：10.16818/j.issn1001-5868.2023091201

馆 藏 号：203125199...