超声波流量计探头及换能器原理  一二一

4.轴向伸缩振动型（也叫做纵向长度振动模式）

这是一种长度大于直径或截面尺寸三倍以上的长条形压电振子，它的极化方向沿轴向（纵向或者说长度方向），而振动方向也沿轴向。这种振动的特性与机电耦合系数K33相关。

二.切变振动（见图6.2）

图6.2 厚度切变振动示意图

压电振子的极化方向与外加电场方向垂直，而振子的振动方向与激励声波的传播方向垂直，这种模式称为切变振动，它产生的声波是横波（媒质中质点振动方向与波的传播方向垂直）。

为了实现切变振动，通常要对压电振子两次涂复电极：第一次涂复电极是用于施加极化电场对压电晶体进行极化处理。然后，除去已涂复的电极，再重新在另一对侧面上涂复新电极用于施加激励电场。

切变振动可以分为面切变型振动和厚度切变型振动，并以后者为常见，如Y切石英就能激发起厚度切变型振动。在图6.2中，Y为极化方向，振子上下端面为电极，在外电场作用下振子呈现绕X轴转动的Y向振动。

厚度切变型振动的频率范围多在1-6MHz范围，其振动特性与机电耦合系数K15相关。它的谐振频率可以由厚度切变振动频率常数NT求出：fr=NT/t，式中t为振子厚度。

反谐振频率为：fa=（1/2t）（CD55/ρ）1/2

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