水声换能器 下PDF电子书下载

下册目录 1

第五章　压电与电致伸缩式换能器 1

引言：压电与电致伸缩式换能器的实际应用及有关知识 1

§5—1　晶体的电学特性 4

§5—2　晶体的弹性特性 9

（一）广义虎克定律 9

（二）各向异性晶体在完全不对称情况下，独立弹性系数的个数 10

（三）具有一定对称性的晶体的独立弹性系数的个数 13

§5—3　压电效应 18

（一）正向压电效应及其表示式 19

（二）反向压电效应及其表示式 20

（三）二级压电效应 23

（四）当晶体同时受电场与外力作用时的压电关系式 25

§5—4　铁电晶体的电致伸缩效应 26

（一）铁电晶体的特性 26

（二）钛酸钡晶体形成自发电极化的机理 27

（三）电畴的自发电致伸缩与晶体电致伸缩系数的关系； 29

多晶钛酸钡在极化后所产生的线性压电效应 29

（四）钛酸钡陶瓷体电致伸缩效应的唯象性理论 29

（五）体积电致伸缩对晶体介电性能的影响 31

§5—5　晶体振动特性及晶体特性参数的测量 32

（一）无损耗的压电晶体片的长度振动特性 32

（二）在有机械损耗情况下的晶体片的长度振动特性 36

（三）在有小机械阻情况下，测量晶体特性参数的方法 38

（四）在有大机械阻情况下，测量晶体特性参数的方法 44

§5—6　长度振动的压电晶体片形换能器的理论 46

（一）酒石酸钾钠的压电特性 47

（二）长度振动的压电晶体片，发射时的等效机械图 50

（三）发射器的性能指标 53

（四）发射器的等效电路图 54

（五）接收状态的工作特性 57

§5—7　厚度振动的压电晶体片形换能器的理论 62

（一）压电方程式 62

（二）等效机电图 63

（三）发射器的特性 66

（四）无盖板的厚度振动器发射时的性能分析 69

（五）厚度振动的接收器 73

§5—8　低频园柱接收器的静态理论 76

（一）轴对称情况下的应力平衡方程式及其解…………………………………？ 80

（二）园柱形接收器的低频接收灵敏度 80

§5—9　压电陶瓷的薄壳园柱形换能器的动态理论 85

（一）园柱薄壳振动的一般关系式 85

（二）轴向极化下的压电关系式 86

（三）短园柱的等效电路图和发射性能指标 88

（四）轴回自由状态的短园柱，迭加后的接收灵敏度 92

（五）薄园环胶合在一起时的振动特性 92

（六）径向极化的薄园环迭加后的振动特性 93

（一）应力平衡方程式 98

§5—10　低频薄壳球形接收器的静态理论 98

（二）径向极化情况下的接收灵敏度 99

§5—11　极薄球壳振动器的动态分析 100

（一）压电方程式 100

（二）发射性能指标 102

§5—12　换能器灵敏度的绝对校准——互易法 103

（一）声学四端网络方程式和换能器机电四端网络方程式 104

（二）换能器的发射灵敏度和接收灵敏度的关系式 105

（三）互易法校准的步聚 107

（四）用比较法测量接收换能器的灵敏度 109

§5—13　压电换能器的效率 110

（一）对谐振式发射器 112

§5一14　各类压电晶体特性的比较 112

（二）对谐振式接收器 114

（三）对宽带压电接收器 115

§5—15　钛酸钡片形振动器的计算举例 116

第六章　换能器液态谐振腔的阻抗分析 120

§6—1　液态矩形腔的阻抗分析 120

§6—2　液态园柱腔的阻抗分析 125

§6—3　对称径向振动的液态球腔的阻抗分析 130

第七章　水声换能器的方向特性和特殊方向系统 131

§7—1　基阵的方向特性 131

（一）描写换能器的方向特性的几个物理量 133

（二）均匀直线形基阵的方向特性 135

（三）椭园形基阵的方向特性 145

§7—2　连续系统的方向特性 154

（一）连形连续系统的方向特性 154

（二）片形建续系的方向性 161

（三）曲面连续系统的方向特性 168

§7—3　复合系统的方向特性 173

（一）均匀直线点源基阵的复合系统 174

（二）长方片组成的均匀直线形基阵 179

（三）园柱管组成的园形基阵 180

（一）采用复合系统 183

（二）采用工作面是非均匀振幅分布的发射器 183

§7—4　改善换能器系统方向特性的措施 183

（三）探用工作面是非均匀灵敏度分布的接收器 189

（四）采用特殊电路来改善收发系统的方向特性 191

（五）采用特殊的方向系统 194

§7—5　特殊方向系统 194

（一）抛物面系统 194

（二）喇叭系统 204

（三）水声波导系统的简单介绍 208

§7—6　水声换能器的方向特性的设计计算方法 219

附录一：换能器接收多频信号的总和方向特性 221

附录二：抛物面系统的两个方向特性函数的推导 224

附录三：最佳直线形基阵的设计方法 229