To the question about radiation of acoustic fields by the cylindrical piezoceramic transducers of different constructions

Oleksandr Hrihorovych Leiko,A I Nyzhnyk,Y I Starovoit

doi:10.20535/2312-1807.2014.19.1.142446

Abstract

Using the method of equivalent electromechanical circuits were obtained solution of "pervasive" problem of sound radiation by cylindrical piezoceramic transducers of non-compensated and compensated power structures, in the construction of which is used longitudinal and transverse piezoelectric effect. Using these correlation were calculated numerical characteristics of sound fields of such transducers and made comparative analysis of acoustic properties of non-compensated and compensated designs in a wide frequency range depending on the type of piezoelectric , mechanical quality factor values , geometrical sizes of transducers and characteristics of the medium filling the internal volume of transducers.Also, the comparative analysis of the acoustic properties of cylindrical piezoceramic transducer of such design calculated by related fields and by equivalent circuits. It is shown that the results of the calculation is almost equivalent only when the magnitude of the mechanical quality factor is higher than Qм=80¸100.References 7, figures 10, table 1.

Highlights

Методом эквивалентных электромеханических схем получено решение «сквозной задачи» об излучении звука цилиндрическими пьезокерамическими преобразователями силовой и компенсированной конструкций, при построении которых использованы и продольный, и поперечный пьезоэффекты
В целом сопоставляя полученные результаты с данными работы [7], можно утверждать, что в качественном отношении для одиночного цилиндрического пьезокерамического излучателя компенсированной конструкции результаты расчетов звуковых полей, выполненные методами связанных полей и эквивалентных электромеханических схем, практически совпадают, если механические добротности преобразователей Qм≥100
Using the method of equivalent electromechanical circuits were obtained solution of "pervasive" problem of sound radiation by cylindrical piezoceramic transducers of non-compensated and compensated power structures, in the construction of which is used longitudinal and transverse piezoelectric effect. Using these correlation were calculated numerical characteristics of sound fields of such transducers and made comparative analysis of acoustic properties of non-compensated and compensated designs in a wide frequency range depending on the type of piezoelectric, mechanical quality factor values, geometrical sizes of transducers and characteristics of the medium filling the internal volume of transducers

Summary

Акустические приборы и системы

Методом эквивалентных электромеханических схем получено решение «сквозной задачи» об излучении звука цилиндрическими пьезокерамическими преобразователями силовой и компенсированной конструкций, при построении которых использованы и продольный, и поперечный пьезоэффекты. С использованием полученных соотношений выполнены расчеты численных характеристик звуковых полей таких преобразователей и на их основе произведен сопоставительный анализ акустических свойств преобразователей силовой и компенсированной конструкции в широком диапазоне частот в зависимости от типа использованного пьезоэффекта, величины механической добротности и геометрических размеров преобразователей, а также характеристик сред, заполняющих внутренние полости преобразователей. Произведен также сопоставительный анализ акустических свойств цилиндрических пьезокерамических преобразователей рассматриваемых конструкций, звуковые поля которых рассчитаны методом связанных полей и методом эквивалентных электромеханических схем. Целью данной статьи является получение аналитических соотношений, описывающих звуковое поле кругового цилиндрического пьезокерамического излучателя при представлении его расчетной модели с использованием эквивалентной электромеханической схемы, и количественный анализ звуковых полей на их основе

Вывод аналитических соотношений

Результаты исследований

Поперечный пьезоэффект

Список использованных источников