* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

9.9. Биморфные и триморфные пьезоэлементы 9.9. Б и м о р ф н ы е и т р и м о р ф н ы е пьезоэлементы Б и м о р ф н ы е п ь е з о э л е м е н т ы ( Б П Э ) состоят и з д в у х ч а с т е й — д в у х п ь е з о э л е м е н т о в , с о е д и н е н н ы х м е ж д у собой, и л и п ь е з о э л е м е н т а и м е т а л л и ч е с к о й п л а с т и н ы , т а к ж е с о е д и н е н н ы х м е ж д у собой с п о м о щ ь ю э п о к с и д н о г о к о м п а у н д а и л и лег¬ коплавкого припоя. Б и м о р ф н ы е э л е м е н т ы , с о с т о я щ и е и з д в у х п ь е з о э л е м е н т о в , были н а з в а н ы с и м м е т р и ч н ы м и . Речь здесь идет о с и м м е т р и и р а с п о л о ж е н и я п ь е з о э л е м е н т о в относительно нейтральной п л о с к о с т и при е г о изгибе. Б и м о р ф н ы е э л е м е н т ы , с о с т о я щ и е и з п ь е з о э л е м е н т а и м е т а л л и ч е с к о й п л а с т и н ы , п о э т и м ж е сообра¬ ж е н и я м были н а з в а н ы а с и м м е т р и ч н ы м и [4, 19]. Триморфные элементы — это элементы, состоящие из двух пьезоэлементов и металлической пластины. Следует отметить, что соединение двух пьезоэлементов или пьезоэлемента и м е т а л л и ч е с к о й п л а с т и н ы в о д н у к о н с т р у к ц и ю приводит к с у щ е с т в е н н о м у и з м е н е н и ю х а р а к т е р и с т и к преобразователя. Н а п р и м е р , п ь е з о э л е м е н т диамет¬ ром 30 и т о л щ и н о й 0,3 м м и з п ь е з о к е р а м и к и Ц Т С — 19 и м е е т м и н и м а л ь н у ю р е з о н а н с н у ю частоту ~ 70 к Г ц ( р а д и а л ь н ы е к о л е б а н и я ) , ч у в с т в и т е л ь н о с т ь его к з в у к о в о м у полю н а ч а с т о т е 100 Гц с о с т а в л я е т ~ 1мВ/Па. С о е д и н е н и е д в у х та¬ к и х п ь е з о э л е м е н т о в в с и м м е т р и ч н ы й биморф приводит к п о я в л е н и ю резонан¬ с н ы х частот ~ 2,5 и 3,45 к Г ц ( и з г и б н ы е к о л е б а н и я ) , а ч у в с т в и т е л ь н о с т ь е г о при т е х ж е у с л о в и я х возрастает д о 20—30 м В / П а . Н е в д в а , а в 20-30 р а з ! А со¬ е д и н е н и е п ь е з о э л е к т р и ч е с к о й и м е т а л л и ч е с к о й ( а м о р ф н о й ) пластин в асим¬ м е т р и ч н ы й биморф в т о ж е в р е м я приводит к у в е л и ч е н и ю ч у в с т в и т е л ь н о с т и в 10—20 р а з [25]. Пьезоэлементы в симметричном и пьезоэлемент и металлическая пластина в а с и м м е т р и ч н о м Б П Э с о е д и н я ю т с я м е ж д у собой о б ы ч н о с п о м о щ ь ю эпок¬ с и д н о г о к о м п а у н д а и л и л е г к о п л а в к о г о с п л а в а или п р и п о я . Технология склей¬ к и о п и с а н а в [25]. В о з н и к н о в е н и е и з г и б н ы х к о л е б а н и й в Б П Э обусловлено анизотропией ме¬ х а н и ч е с к и х с в о й с т в п ь е з о э л е м е н т а , м е т а л л и ч е с к о й п л а с т и н ы и к л е е в о г о сое¬ динения. Для Б П Э в виде дисков существует, по крайней мере, д в а основных резо­ н а н с а и з г и б н ы х к о л е б а н и й (рис. 9.13). В п е р в о м случае Б П Э з а к р е п л е н п о о б ­ разующей (рис. 9.13, а ) . Э т о с а м а я н и з к а я р е з о н а н с н а я ч а с т о т а д л я Б П Э д а н ­ ного р а з м е р а . Во втором случае ( р и с . 9.13, б) Б П Э р а с п о л о ж е н свободно. В э т о м случае о с н о в н а я р е з о н а н с н а я частота п р и м е р н о в 1,4 р а з а в ы ш е , ч е м д л я первого случая. а) б) Рис. 9.13. Колебания биморфных элементов: а — жесткое закрепление по обра­ зующей; б — свободное расположение