基于PZT/Terfenol-D双层复合结构的导波换能器研究

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。

关键词

磁致伸缩贴片换能器 / 超声导波 / 超磁致伸缩材料 / 磁电复合材料