Содержание 1. Техническое задание 2. Выбор конструкции и материала преобразователя 3. Расчет элементов излучателя 3.1. Выбор материала и конструкции 3.2. Расчет параметров преобразователя 3.3. Расчет параметров ПЭ преобразователя 3.3.1. Расчет энергетических характеристик преобразователя 4. Конструкция преобразователя Литература
    1. Техническое задание
    
    Необходимо выбрать конструкцию и материал преобразователя, который работает в воздушной среде в импульсном режиме, способен излучать большую удельную мощность в диапазоне частот 25-45 Кгц.
    
    2. Выбор конструкции и материала преобразователя
    Чтобы реализовать данные условий целесообразно использовать биморфный преобразователь, работающий на принципе изгибных колебаний, данный излучатель способен работать на высоких частотах и излучать большую удельную мощность.
    Простейший биморфный элемент представляет собой две склеенные пьезоэлектрические пластины, свободно опертые по периметру (рис, 1а). Поскольку знак деформации (сжатие или растяжение) зависит от полярности электрического напряжения, то электроды можно соединить так, что под действием переменного напряжения одна пластина будет стремиться растягиваться, а другая - сжиматься, в результате создается изгибающий момент и пластины будут изгибаться (рис. 1,а).
    Поперечные колебания изгиба дают возможность получить малогабаритную колебательную систему и преобразователь в целом. На рис. 1,6 показан дисковый пластинчатый преобразователь, состоящий из металлического диска 1 (для упрочнения) и двух приклееных к нему круглых пьезобиморфных пластин 2; колебательная система помещена в корпус 3, нижняя пластина - в заливочную массу 4.
    Принцип действия. Для возбуждения колебаний изгиба механической системы в режиме излучения необходимо создать в ее поперечных сечениях изгибающие моменты. Для обеспечения режима приема надо соединить электроды таким образом, чтобы именно механические напряжения, вызванные деформациями изгиба пластин, преобразовывались в электрические сигналы.
    Этим требованиям отвечают механические колебательные системы в виде биморфных элементов, состоящих из разнородных пластин, жестко связанных плоскостями, и отличающихся электрическими или механическими свойствами. Если в одной из пластин создать напряжения сжатия Т, укорачивающие ее длину, одновременно в другой-напряжения растяжения, растягивающие ее, то возникнут изгибающие моменты М относительно срединной плоскости пластин (рис. 1, а).
    При приеме под действием падающей акустической волны биморфный элемент изгибается на несущих опорах и в пьезокерамических пластинах возникают механические напряжения Т, преобразуемые ими в электрические сигналы (рис. 2,б).
    Если для создания механических колебаний (или преобразования механических напряжений в электрические сигналы) используют пьезоэлектрические пластины, электроды в биморфном элементе надо соединить определенным образом. При этом необходимо учитывать взаимные направления полей первоначальной поляризации пластин (вектор Ео), возникающих механических напряжений -(Т) и напряженности внешнего рабочего электрического (вектор Ео).
    
    
    Рис.1. ............