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《压电换能器的设计及振动分析》文献综述
摘要：压电换能器和超声技术的应用十分广泛，大量应用在工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等领域。超声换能器是超声技术应用领域的重要部件。本文从研究压电换能器的目的及意义出发，介绍了压电换能器的工作原理、结构组成及分类。本文针对超声换能器从结构方面、材料方面及电学匹配方面介绍了其国内外发展概况，并探讨了当前超声换能器的发展趋势。
关键词：压电换能器、超声技术、压电陶瓷、阻抗匹配
Abstract: Piezoelectric transducers and ultrasonic technology have a wide range of applications, and are widely used in industrial, agricultural, transportation, living, medical, and military fields. Ultrasound transducer is an important component in the application of ultrasound technology. To better understand the purpose and significance of studying piezoelectric transducers, the working principle of piezoelectric transducers is illustrated in this paper, as well as their structural composition and classification. In a more general view, the development situation of ultrasonic transducers is also introduced in terms of structure, materials and electrical matching at home and abroad, and discusses the current development trend of ultrasonic transducers.
Keywords: Piezoelectric transducer, Ultrasound technology, Piezoelectric Ceramics, Impedance matching
前言
1.1 研究背景及意义
压电换能器的发展和应用是以压电效应的发现和压电材料的提供为前提条件的。早在1880年，居里兄弟已经发现了压电效应，直到电子管放大器的发明，压电效应才应用于电声转换工程。而研制出第一个实用的压电换能器的人便是法国物理学家郎之万[1]（Langevin）。要研究压电换能器，首先要了解压电材料。压电材料作为当今使用率最高的功能性材料之一，其应用范围日益广泛，这是因为其具有化学稳定性高、制备工艺方便、成本低以及压电性能较好等特点。利用压电材料的压电效应可以制作压电换能器，压电换能器的功能是实现机械能与电能之间的转换。超声波则是一种频率高于20 kHz的声波,具有指向性好,穿透能力强,容易获得较集中的声能等优点。近年来,超声技术取得了极为迅速的发展,应用日益广泛, 不仅在测距、测速、清洗、焊接、碎石等一些传统工业技术中获得广泛应用,而且随着科学技术的发展,己经渗透到国防、生物、医疗等领域[2,3,4]。随着压电材料的快速发展和超声技术在重多领域的广泛运用，由以上两种技术相结合而产生的超声波换能器正成为越来越多人关注、研究的热点。
1.2 工作原理
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