基于PZT/Terfenol-D双层复合结构的导波换能器研究

王晓煜; 张树森; 宋佳璟

doi:10.13291/j.cnki.djdxac.2024.04.010

大连交通大学学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (04) : 64 -70. DOI: 10.13291/j.cnki.djdxac.2024.04.010

基于PZT/Terfenol-D双层复合结构的导波换能器研究

王晓煜, 张树森, 宋佳璟

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摘要

为了解决传统磁致伸缩换能器激励信号能量弱、检测效率低的问题，提出一种基于PZT/Terfenol-D双层复合结构的导波换能器以提高换能效率。首先，建立换能器的谐振磁电动力学模型，设计换能器结构；其次，对设计的换能器进行仿真，验证换能器模型的合理性及可行性，并对其进行结构优化；最后，制作样机进行试验，采集换能器的激励信号能量，与传统磁致伸缩换能器和PZT换能器进行对比，并对获取的各组超声导波信号进行滤波处理，计算各自信号的幅值平方和。试验结果表明：所设计的换能器激励信号幅值平方和为PZT换能器的1.49倍，大于传统磁致伸缩换能器与PZT换能器激励信号幅值平方的总和。