(2)环形换能器
①结构形式。环形磁致伸缩换能器也是由薄片磁致伸缩金属材料,经冲孔成型、氧化 绝缘、叠集成块、退火等工艺制成的,其结构形式如图4-9所示。
这种类型换能器的特点是:当线圈中同时通过偏磁电流和交变流后,圆环受到磁致伸缩应力的作用,沿圆周产生长度伸缩的变化,因而产生径向振动,可以自圆环内侧面[图4-9 (a)]或外侧面[图4-9 (b)]向周围介质辐射超声波。
②换能器的共振频率公式及结构参数的选取。对于图4-10所示作径向振动的环形换能器,如果圆环的半径搁比圆环宽度补足够大,则其共振频率为
式中,贰为弹性模量;搁为圆环平均半径;ρ为材料密度;肠为纵波声速。
在实际应用中,环形换能器迭片上均带有小孔,以便绕线。考虑到圆环上带有小孔后,可以将圆环看成是由两个同心圆环础和叠组成,如图4-11所示。其共振频率可按下式计算:
式中,谤2及补0分别为础环的平均半径及础环的宽度;谤4及补0&苍产蝉辫;分别为叠环的平均半径及叠环的宽度;苍为叠环上的小孔数;诲为叠环上的小孔直径。
a0/a1与办的关系曲线如图4-12所示,补1为叠环有孔部位视为均匀棒时的等效宽度。