使用高级纵向振动扩展Tonpilz传感器的带宽
Bocheng Ji1,2, Yu Lan1,3, Gang Qiao1,2
1National Key Laboratory of Underwater Acoustic Technology, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China.
The Journal of the Acoustical Society of America
|December 13, 2023
概括
研究人员开发了一种新的驱动堆设计原理,通过合多个高阶共振来创建超宽带Tonpilz传感器. 这种方法克服了高级声学应用的带宽限制.
科学领域:
- 声学和材料科学 声学和材料科学
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 皮尔兹传感器通常在他们的第一阶纵向共振附近工作.
- 对Tonpilz传感器的高阶共振 (第三阶及以上) 的研究是有限的.
- 扩展传感器带宽超过两个八度需要合多个共振.
研究的目的:
- 解决实现超宽带Tonpilz传感器的挑战.
- 研究激活连续高阶共振的方法.
- 为了消除响应隙,并控制稳定的超宽带的共振值.
主要方法:
- 研究了驱动堆参数 (数量,位置,长度,电压) 对传感器带响应的影响.
- 提出了一个驱动堆设计原理来激活和合前四个纵向共振.
- 采用混合优化技术,结合模拟和有限元再优化.
主要成果:
- 确定了影响传感器频段的关键驱动堆参数.
- 成功激活了前四个纵向共振与可比的响应值.
- 在设计的传感器中实现了19.5-90 kHz的超宽带频率范围.
- 优化的传感器使用了三个驱动堆.
结论:
- 拟议的驱动堆设计原则有效地使Tonpilz传感器中的超宽带操作成为可能.
- 混合优化方法为设计这种传感器提供了一种高效和准确的方法.
- 开发的变频器显示了对于需要宽频响应的应用具有重大潜力.
