文章标题：基于压电单晶的宽频带复合棒换能器研究

文章作者：刘一鸣, 马锐磊, 田丰华, 田文强
关 键 字：压电单晶;复合棒换能器;低频;宽带;加速度灵敏度
文章摘要：声场为当前水声探测中最重要的、可用的物理场。水声换能器作为声波产生、发射和接收的基本装置，是水声技术发展关注的重点。其中，尺寸小、重量轻、低频、宽带、大功率、抗振动为水声换能器研究和发展的重要方向。为提高复合棒换能器的声学性能，以锆钛酸铅（PZT-4）压电陶瓷和铌镁酸铅-钛酸铅（PMN-PT）压电单晶材料分别作为换能器的驱动元件，通过有限元仿真计算、设计加工及试验验证，进行了宽频带复合棒压电单晶换能器的研究，最后对2种换能器进行对比分析，进一步研究宽频带压电单晶换能器在低频、宽带、收发、加速度灵敏度等特性上的优势。研究结果表明，宽频带PMN-PT压电单晶换能器与相似规格的PZT-4压电陶瓷换能器相比，最大发送电压响应高3.4 dB，发送电压响应–6 dB带宽向两端拓展了5.5 kHz；最大接收灵敏度高4 dB，自由场接收灵敏度–6 dB带宽向两端拓展了8.1 kHz；加速度灵敏度更低，抗振动性能更好。