超声波流量计探头及换能器原理 一二二

三.弯曲振动（见图6.3）

能作弯曲振动的压电振子应具有两对以上的电极激励而电场方向又与极化方向相同，不过两对激励电极上的电场施加方式不同。随弯曲振动的模式不同，可以激发出不同的波型，通常能产生数KHz至数十KHz频率范围的振动，弯曲振动可分为：

1.厚度弯曲型振动

这是由两片横向伸缩方向相反的压电体构成，通常是将已极化的两个压电体长条按图6.3（a）粘合并引出电极引线A和B，当在A、B间施加交变电场时，长条片的一片伸长而另一片缩短，整体长条片则发生弯曲振动。当压电体长度l远大于长条宽度a和厚度t时，其基频谐振频率为：fr=Nrt/l2式中Nr为厚度弯曲振动的频率常数，它与压电体密度及弹性常数有关并随弯曲振动片的固定方式和振动模式而变。当振动体为圆片形时，式中的l用圆片半径a代替。或者：式中α1为随边界条件和振动模式变化的系数。

2.横向弯曲型振动（扭转振动）

这是采用圆柱形压电体，沿轴向Z极化，而在圆柱侧面涂上四个电极--a、b、c、d，这些电极与X和Y轴相对称，每个相对的电极ab和cd连成一个输电端，如图6.3（b）所示。在两输电端施加交变电场时，晶体将产生绕Z轴的扭转振动。这种振动模式主要在超声测量技术中有其特殊应用，如用于扭力计传感器等。

§6.2 厚度振动型压电换能器的等效电路

在超声检测技术中应用最广泛的是厚度振动型压电换能器，下面我们来进行具体讨论。

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