ZHCAE41 June 2024 ULC1001 , ULC1001-Q1
3.4.2 换能器
换能器充当应用中的执行器。
材料：推荐的换能器材料是 PZT。TI 在原型设计中使用了 PZT 8，因为其具有较高的机械品质因数。也可以选择使用 PZT4 或 PZT5 等其他 PZT 材料。
几何形状：换能器为环形，极化方向为顶部/底部。图 3-6 显示了换能器的顶视图、侧视图和等比率视图，且还展示了换能器的尺寸。T_ID、T_OD 和 T_H 分别表示换能器的内径、外径和高度。
图 3-6 换能器：顶视图、侧视图和等比率视图环形压电换能器具有多种谐振模式。此应用中使用了径向模式进行清洗操作，而谐振频率可通过以下公式估算：
方程式 3.
其中 是材料的密度，而 是恒定电场下的弹性变形率。这可以进一步简化为：
方程式 4.
其中 C 是一个常数，其值估计约为 2000 适用于 PZT 8 材料。由于配方差异，不同供应商的同一种压电材料可能会有略微不同的 C 值。
图 3-7 压电器件利用径向模式实现除水重要：
- 透镜间的壁厚 ((T_OD-T_ID)/2) 必须至少为 3mm，以保持压电体和透镜之间具有较大的封边区域。
- 壁厚 ((T_OD-T_ID)/2) 通常要超过压电体厚度的 2 倍，以确保形成环形压电器件（薄而宽）。