液固耦合下压电陶瓷晶片的声学分析

压电晶体是压电传感器的核心部件,其受到电压激励后会发生振动。压电陶瓷晶片的在水中振动会引起介质的振动,但是目前关于压电晶体的振动模型大多仅考虑了固体晶片,对于液体的影响研究较少。本文采用ANSYS有限元方法建立了液固耦合模型,分析了压电晶体在水中振动过程中的声学特性。结果表明,压电晶体声压分布大致为锥形,靠近晶片处的声压最强,由于衰减,远离晶片时声压逐渐减弱,且声压在晶片的两边大致成对称分布。同时,晶片振动时,其在厚度方向的振动能量大且比较集中,在径向振动方向振动能量较小,因而得到水介质结构内部晶片在压电晶片的厚度方向分布较强而径向方向分布较弱的特点。