前言
壓電薄膜(PVDF)超聲波發(fā)射器為在空氣中測(cè)
距的應(yīng)用提供了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。圓柱形的 40KHz
PVDF發(fā)射器提供了360度全向水平波束指向性和
寬帶特性。這些特性在很多領(lǐng)域提供獨(dú)特的解決方
案,例如：平面內(nèi)的位置、數(shù)字轉(zhuǎn)換器、物體探測(cè)、
測(cè)距。對(duì)于不同的應(yīng)用，可通過(guò)改變 PVDF 圓柱的
長(zhǎng)度和直徑來(lái)改變發(fā)射器的諧振頻率和垂直波束
指向性。PVDF 發(fā)射器有很低的 Q值，PVDF 發(fā)射
器的典型Q值為5。這意味著信號(hào)的上升時(shí)間和下
降時(shí)間比傳統(tǒng)的壓電陶瓷快。這一特性適用于高速
數(shù)據(jù)獲取和高速數(shù)字轉(zhuǎn)換方面的應(yīng)用。另外，一塊
有快速插孔和插針的檢測(cè)板可便于對(duì) 40KHZ 發(fā)射
器評(píng)估。
特性
(cid:122) 360 度全向水平波束指向
性
(cid:122) 寬帶
(cid:122) 低諧振Q值
(cid:122) 耐沖擊
(cid:122) 低成本
(cid:122) 重量輕
應(yīng)用
平面位置檢測(cè)、數(shù)字轉(zhuǎn)換器、距離測(cè)量、物體檢測(cè)和一般的空氣中測(cè)距應(yīng)用。
技術(shù)指標(biāo)(典型值)
(cid:122) PVDF 厚度： 30μm
(cid:122) 諧振頻率： 40kHz
(cid:122) 帶寬： 8 kHz
(cid:122) Q值： 5(與外殼設(shè)計(jì)有關(guān))
(cid:122) 聲壓輸出： 0.035Pa/Vp，110dB/200Vp (0dB=2x10?4μbar@30cm距離)
(cid:122) 水平波束指向性：360°
(cid:122) 垂直波束指向性：+/-40°
(cid:122) 電容： 1200pF
(cid:122) 驅(qū)動(dòng)電壓： Max 300Vp (脈沖驅(qū)動(dòng))
Max 150Vp (連續(xù)驅(qū)動(dòng))
1環(huán)境特性
(cid:122) 存儲(chǔ)溫度： -20°~+85°
(cid:122) 工作溫度： +5°~+60°
(cid:122) 外形尺寸：
2應(yīng)用要點(diǎn)：
諧振頻率: 對(duì)于不同的應(yīng)用，諧振頻率是可調(diào)的。諧振頻率同 PVDF 圓
柱直徑成反比。在空氣中測(cè)距應(yīng)用，建議的諧振頻率范圍是
40kHz~80kHz。通常，較高頻率適用于高分辨率應(yīng)用，較低率適用于較
3大距離的應(yīng)用。下面是設(shè)計(jì)舉例。
垂直波束指向性：垂直波束指向性是由發(fā)射器的長(zhǎng)度和工作頻率決定
的。它同發(fā)射器的長(zhǎng)度和工作頻率成反比。下面是設(shè)計(jì)舉例。
發(fā)射器外殼設(shè)計(jì)：機(jī)芯是PVDF 圓柱的機(jī)械支撐。機(jī)芯的設(shè)計(jì)對(duì)諧振頻率
和水平波束角的一致性有很大的影響。建議在PVDF 圓柱和機(jī)芯間至少有
0.5mm 間隙,如下所示。若間隙小于 0.3mm，諧振頻率開始增加。建議不
要將 PVDF 圓柱的頂部和底部邊緣剛性地固定，如果兩端剛性地固定,當(dāng)
PVDF 暴露于高溫下時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形。如果保護(hù)罩是需要的, 正確的設(shè)計(jì)保
護(hù)罩以最大限度的保證波束的一致性是非常重要的。通過(guò)保護(hù)罩結(jié)構(gòu)的聲
場(chǎng)干擾是很難用理論計(jì)算予測(cè)的,因此,需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)。
PVDF引腳：PVDF 引腳設(shè)計(jì)可根據(jù)接收器外殼和電路板設(shè)計(jì)訂制。引腳
可以是焊接端子或鉚釘。
典型驅(qū)動(dòng)電路：當(dāng)電路的諧振頻率同機(jī)械諧振頻率相匹配時(shí)達(dá)到最大效
4率。由于PVDF 發(fā)射器等效電路是電容，可用變壓器或電感產(chǎn)生諧振。見
電路舉例。當(dāng)用連續(xù)工作方式時(shí)，建議驅(qū)動(dòng)電壓不超過(guò)150伏。
此驅(qū)動(dòng)電路是用一定數(shù)目的脈沖驅(qū)動(dòng)40kHz 或160kHz 的PVDF 發(fā)射器。
不同的應(yīng)用采用不同數(shù)目的脈沖。
建議對(duì)測(cè)距應(yīng)用如超聲數(shù)字轉(zhuǎn)換器采用單脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
為提高物體探測(cè)的測(cè)量距離可采用12個(gè)或更多的脈沖。
Part Number: 1005855-1
Model Number: USDE-01
技術(shù)指標(biāo)
最小 典型 最大 單位
驅(qū)動(dòng)頻率 40/160 kHz
輸 出 電 壓 @ Vp
(40kHz)
輸出電壓@ Vp
（160kHz）
脈沖
電壓 12 15 V
電流 mA
保存溫度 -20 +85 °C
工作溫度 5 65 °C
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壓電薄膜（Polyvinylidene Fluoride, PVDF）是一種廣泛應(yīng)用于各種電子和傳感器領(lǐng)域的特殊材料，它具有獨(dú)特的 piezoelectric （壓電效應(yīng)）性質(zhì)，即當(dāng)在PVDF薄膜上施加機(jī)械壓力時(shí)，能夠在垂直方向產(chǎn)生電壓；反之，當(dāng)在PVDF薄膜上施加電壓時(shí)，又會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械形變，從而實(shí)現(xiàn)能量的相互轉(zhuǎn)化。 超聲波發(fā)射器則是利用這種壓電效應(yīng)來(lái)工作的設(shè)備，具體到PVDF超聲波發(fā)射器，它是通過(guò)將PVDF薄膜制成特定形狀（如厚度小于10微米的薄片，并在其一面上覆蓋金屬電極），并連接至電源或信號(hào)發(fā)生器。當(dāng)給這個(gè)裝置通以高頻電信號(hào)時(shí)，PVDF薄膜會(huì)振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，這一過(guò)程常用于非接觸式測(cè)距、清洗、醫(yī)療成像（如超聲波診斷）以及工業(yè)探傷等領(lǐng)域。因此，PVDF超聲波發(fā)射器因其高效能、高精度和多功能性，在許多現(xiàn)代技術(shù)和應(yīng)用中占據(jù)重要地位。如果您有關(guān)于此類產(chǎn)品的具體問(wèn)題或需求，請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明，以便我們?yōu)槟峁└珳?zhǔn)的服務(wù)和建議。