[发明专利]全指向性激励与接收水平剪切波的压电换能器及制备方法

摘要

本发明公开了一种全指向性激励与接收水平剪切波的压电换能器及制备方法。本发明采用一块压电陶瓷圆环沿厚度方向极化，平均分成2n个扇形体后在侧面制备电极，重新构成圆环，相邻的换能器子单元的极化方向相反，形成沿厚度极化方向交替反向并且周向施加电场的全指向性激励与接收SH₀波的压电换能器；本发明的各个换能器子单元取自于同一个压电陶瓷圆，极化程度、机电耦合系数等的材料参数的差异可以忽略不计，确保了换能器沿各个方向的均一性；沿厚度极化的工艺也远比周向极化简单；与EMAT和MPT相比，本发明的压电换能器能量转换率高，信号强，抗干扰能力强；本发明具有很强的实用价值，更适用于平板检测超声导波检测。

主权项

1.一种全指向性激励与接收水平剪切波的压电换能器，其特征在于，所述压电换能器包括：2n个换能器子单元；其中，一块压电陶瓷圆环，沿厚度方向极化；极化后的压电陶瓷圆环沿直径方向平均分成2n个扇形体；每一个扇形体的两个矩形侧面为电极面，在每一个电极面上制备电极，从而形成换能器子单元；形状为扇形体的换能器子单元拼接在一起重新构成圆环，相邻的换能器子单元的极化方向相反，即沿厚度方向极化方向交替反向；相邻的两个电极面上的电极粘接在一起并导通，两个粘接在一起的相邻的电极面形成一个共用电极面，电势相等，共形成2n个共用电极面，两个粘接在一起的相邻的电极形成共用电极，共形成2n个共用电极；所述共用电极面每间隔一个为等电势，即在实际使用时只存在两个电势，每个电势包含n个公共电极面；以一个共用电极为基准，每间隔一个公共电极作为正电极，n个正电极分别通过导线连接至激励源的正极，其余n个相互间隔的公共电极作为负电极，分别通过导线连接至激励源的负极；从而得到沿厚度方向极化方向交替反向并且周向施加电场的压电换能器；n为≥2的自然数。