压电声波器件论文-张琼

压电声波器件论文-张琼

导读:本文包含了压电声波器件论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:横向场激励,阵列,振动,能陷

压电声波器件论文文献综述

张琼[1](2018)在《阵列式横向场激励压电体声波器件的高频振动分析》一文中研究指出石英晶体微天平(QCM)一直是生物化学传感器研究的一个重点领域。随着传感器高精度、微型化、同时测量等发展趋势,石英晶体微天平阵列(MQCM)应运而生。长久以来,QCM的激励方式都是厚度场激励,是一种纯质量效应的传感器。此类传感器对小分子量生物化学物质的检测灵敏度不高,且无法感知被测物的电学特性。而基于横向场激励的传感器的电特性灵敏度高,且更容易阵列化和微型化,在生物传感器领域有巨大的应用前景。本文以阵列式横向场激励压电体声波器件作为研究对象,利用Mindlin一阶板理论和叁维有限元方法,对其进行高频振动分析,主要研究内容包括:通过自由振动分析分别得出电极区和非电极区的色散关系,进而求出频谱关系,以此来确定晶体板的尺寸;对双谐振元的横向场激励阵列器件进行受迫振动分析,得到动态电容图,对图中谐振峰进行模态耦合分析,从而确定符合能陷特性的谐振频率;理论分析谐振元各参数,如电极质量比R、电极宽度b、单对电极间距d对器件能陷特性和振动位移影响,以及LFE-B谐振元各参数,如LFE-B电极质量比_2R、LFE-B电极宽度_2b和LFE-B电极间距d_2对LFE-A振动特性的影响;最后,分别用有限元方法和理论方法研究了器件各参数,如两单元电极宽度_1b和_2b、两单元单对电极间距_1d和d_2对LFE-A频率位移和频率干涉的影响,并对比验证结果。本文的研究意义在于:初次给出了阵列式横向场激励的石英晶体器件的理论研究方法,可以为横向场激励阵列器件的优化设计提供了理论指导。(本文来源于《宁波大学》期刊2018-06-25)

裴洁玉[2](2017)在《横向场激励的压电体声波器件高频振动分析》一文中研究指出横向场激励是一种新的激励模式,不同于传统的厚度场激励模式,其电极位于晶体板的同一表面上。这种新型激励模式相比于厚度场激励模式具有很多优势,如品质因数值高、频率稳定性好、晶体老化率低等特点。有关横向场器件声波振动分析方法的研究成果还非常缺乏,直接影响到器件最佳设计参数的确定。本文中以横向电场激励的非理想电极慢剪切模态石英晶体谐振器为研究对象。主要完成了以下工作:基于Mindlin板理论推导了横向场激励的板方程,对方程组进行截断,忽略掉高阶位移与电势,保留零阶与一阶项,得到考虑能量耗散的横向场激励石英晶体的一阶板方程;利用横向场激励的一阶板方程对晶体板的自由振动进行了分析,得到其电极区和非电极区的色散关系;考虑厚度扭曲振动与面剪切振动的耦合,求得了横向场激励石英晶体板振动时的频谱关系,即频率和板长/厚比的关系;对横向场激励的石英晶体板进行了受迫振动分析,得到其动态电容与谐振频率的关系;通过分析各谐振模态的厚度扭曲与面剪切振动耦合情况,确定了符合良好能陷特性的谐振模态;最后分析了不同器件参数,如电极间距值、电极尺寸、电极质量比R等对器件振动特性的影响。然后设计并制作横向场器件,通过测试器件的阻抗特性,对理论结果进行了验证。研究结果可为横向场激励石英体声波器件的尺寸参数设计提供理论依据,对利用横向场器件研制高性能谐振器和传感器具有积极促进作用。(本文来源于《宁波大学》期刊2017-04-06)

李鹏[3](2014)在《压电复合结构中弹性波传播特性分析及其在高性能声波器件中的应用研究》一文中研究指出声表面波器件、薄膜体声波谐振器、压电变压器、石英晶体微天平以及质量传感器等电子器件在声学、无损检测、航空航天、电子通讯、医学器械、主动控制等众多领域中应用广泛。本文从弹性力学的基本方程入手,借助于MATLAB计算软件,从电子器件实际工程应用的角度出发,针对这些器件在使用过程中经常遇到的结构之间的弱连接、材料的非均匀分布以及变截面等问题开展了理论分析和数值研究。首先,以剪切-迟滞模型为基础,通过引入弱界面的电学非理想参数、阻尼系数等方式,详细讨论了含非理想界面的压电层合结构中B-G波的传播、电学边界条件的非理想性对压电平板中厚度-扭转波的影响、电激励作用下压电器件中的粘弹性弱界面以及由非理想界面激发出的高频波等四个基本问题。理论分析和数值计算的结果表明,非理想界面显着影响器件的工作性能,主要体现在:非理想界面可以改变声表面波器件中B-G波的存在条件;相对于力学特性而言,界面的电学非理想边界条件对波传播特性影响很小,可以忽略;界面的刚度系数与共振频率直接相关,进而影响输出幅值或输出电压与输入电压的比值、输入导纳、能流密度等性能指标,而阻尼系数对共振频率几乎没有影响,但会显着干扰器件的能量转换效率;非理想界面的出现可以激发出新的厚度-扭转波或厚度-剪切波,这是在界面理想情况下没有出现的新现象。其次,应用波函数展开法和幂级数展开法分别讨论了功能梯度压电压磁半空间中的B-G波和材料参数沿长度方向变化时板中的厚度-扭转波。材料的非均匀分布可以从本质上改变波的传播特性,具体表现为:当功能梯度压电压磁材料的各参数以同一指数规律变化时,在其表面传播的B-G波是频散波;如果压电损伤导致了材料参数沿板长度方向分布不均,那么某些频率范围内的厚度-扭转波将呈现出能陷现象,能量主要集中在压电板的某个区域。这些现象也是当材料均匀分布时没有出现过的。最后,利用Tiersten HF的近似方程和傅里叶级数,通过改变谐振器的横截面、石英晶体微天平中附加质量层的厚度等手段,最终达到了激发能陷的目的。附加质量层的惯性对振动频率起主导作用,振动主要集中在器件较厚的区域,如果将器件设计成中间厚边缘薄的形状,将有利于器件的固定和能陷现象的发生。本研究揭示了弱界面、功能梯度材料、厚度的非均匀变化等因素对波传播特性影响的物理机制,对压电复合材料器件的分析和设计以及具体实验数据的测量具有重要的理论和指导意义。(本文来源于《西安交通大学》期刊2014-03-01)

郭永强,陈伟球,王亚军[4](2009)在《功能梯度压电声波器件的回传射线矩阵分析》一文中研究指出本文将回传射线矩阵法(Method of Reverberation-RayMatrix,简称MRRM)推广应用于分析功能梯度压电材料(Functionally Graded Piezoelectric Material,简称FGPM)声波器件中的波传播。假定每一结构层为最一般的各向异性压电材料,各层材料特性沿厚度方向按同一指数规律变化,不同层的变化规律可以不同。在基(本文来源于《中国力学学会学术大会'2009论文摘要集》期刊2009-08-24)

怡晓玲[5](2009)在《压电声波器件的多场耦合问题ANSYS模拟与分析》一文中研究指出压电声波器件是基于压电材料的逆压电效应将电信号转化为机械振动和声波的一类重要的高频声波信号发生器件,其在航空航天、国防、机械、电子领域有着广泛而重要的应用。本论文采用大型商业有限元软件ANSYS,分析了一典型的圆柱壳状压电声波器件的压电-结构-声场耦合特性。在用有限元法进行分析的过程中,我们采用了ANSYS软件中的压电-结构耦合、流-固耦合单元,运用直接耦合分析法给出了不同压电贴片厚度、大小以及外加电压等因素对压电-结构-声场耦合系统的动态响应的影响,并进一步分析了其对器件周围声场、声压的影响等,初步获得了一些器件几何参数对其性能的影响规律曲线。最后文中还对器件内有填充介质以及存在障碍物两种情形下的压电-结构-声场耦合特性进行了数值模拟。(本文来源于《兰州大学》期刊2009-05-01)

陈志远[6](1993)在《压电石英体声波器件的应用特点及发展趋势》一文中研究指出压电石英晶体具有高Q值和高稳定的性能,用它作成的体声波谱振器件有十分优良的稳定频率、选择频率和传感的功能,具有损耗低、体积小、寿命长和可靠性高的特点.广泛地应用于军、民用的各种电子装置中,是现代电子工程中不可缺少的关键元器件.文章综述性地介绍了各种体声波器件的应用特点及现代电子工程对其提出越来越高的要求;对当前国内外的技术水平、发展趋势及采用新技术的途径等均分别作了叙述.(本文来源于《压电与声光》期刊1993年02期)

[7](1977)在《焊接压电换能器的声波器件》一文中研究指出焊接压电换能器的声波器件具有宽带宽、低的转换损耗及能在几兆赫到几千兆赫频段工作的特性。这些新的换能器有希望提高现有各种体波器件的性能,并为研制新型器件提供了可能性。(本文来源于《压电与声光》期刊1977年02期)

压电声波器件论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

横向场激励是一种新的激励模式,不同于传统的厚度场激励模式,其电极位于晶体板的同一表面上。这种新型激励模式相比于厚度场激励模式具有很多优势,如品质因数值高、频率稳定性好、晶体老化率低等特点。有关横向场器件声波振动分析方法的研究成果还非常缺乏,直接影响到器件最佳设计参数的确定。本文中以横向电场激励的非理想电极慢剪切模态石英晶体谐振器为研究对象。主要完成了以下工作:基于Mindlin板理论推导了横向场激励的板方程,对方程组进行截断,忽略掉高阶位移与电势,保留零阶与一阶项,得到考虑能量耗散的横向场激励石英晶体的一阶板方程;利用横向场激励的一阶板方程对晶体板的自由振动进行了分析,得到其电极区和非电极区的色散关系;考虑厚度扭曲振动与面剪切振动的耦合,求得了横向场激励石英晶体板振动时的频谱关系,即频率和板长/厚比的关系;对横向场激励的石英晶体板进行了受迫振动分析,得到其动态电容与谐振频率的关系;通过分析各谐振模态的厚度扭曲与面剪切振动耦合情况,确定了符合良好能陷特性的谐振模态;最后分析了不同器件参数,如电极间距值、电极尺寸、电极质量比R等对器件振动特性的影响。然后设计并制作横向场器件,通过测试器件的阻抗特性,对理论结果进行了验证。研究结果可为横向场激励石英体声波器件的尺寸参数设计提供理论依据,对利用横向场器件研制高性能谐振器和传感器具有积极促进作用。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

压电声波器件论文参考文献

[1].张琼.阵列式横向场激励压电体声波器件的高频振动分析[D].宁波大学.2018

[2].裴洁玉.横向场激励的压电体声波器件高频振动分析[D].宁波大学.2017

[3].李鹏.压电复合结构中弹性波传播特性分析及其在高性能声波器件中的应用研究[D].西安交通大学.2014

[4].郭永强,陈伟球,王亚军.功能梯度压电声波器件的回传射线矩阵分析[C].中国力学学会学术大会'2009论文摘要集.2009

[5].怡晓玲.压电声波器件的多场耦合问题ANSYS模拟与分析[D].兰州大学.2009

[6].陈志远.压电石英体声波器件的应用特点及发展趋势[J].压电与声光.1993

[7]..焊接压电换能器的声波器件[J].压电与声光.1977

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