本文選題：電容式微機(jī)械超聲換能器(CMUT) + 透聲系數(shù)　； 參考：《壓電與聲光》2017年04期

【摘要】：針對電容式微機(jī)械超聲換能器(CMUT)封裝材料阻抗匹配失衡,應(yīng)力大及聲波能量損失大等問題,設(shè)計了一種在水下10m透聲性能好、彎曲形變小的聚氯乙烯封裝結(jié)構(gòu)。依據(jù)透聲理論和材料屬性,計算封裝結(jié)構(gòu)參數(shù)。利用COMSOL Multiphysics 5.0建立封裝結(jié)構(gòu)三維有限元模型,通過模態(tài)分析和靜態(tài)分析分別得到封裝結(jié)構(gòu)的固有屬性和水下機(jī)械性能。封裝結(jié)構(gòu)的一階共振頻率為792.47Hz,不會對CMUT 400kHz的工作頻段產(chǎn)生干擾。利用壓力平衡裝置保護(hù)水下系統(tǒng)安全性,水下10m最大形變?yōu)?.12mm,最大應(yīng)力為14.4 MPa,未超過聚氯乙烯的彎曲強(qiáng)度。實(shí)際測試聲壓與理論值最大誤差為4.8%,物距測量誤差為1mm,設(shè)計的CMUT封裝結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求。
[Abstract]:Aiming at the imbalanced impedance matching of capacitive micromechanical ultrasonic transducer (CMUT), high stress and large energy loss of acoustic wave, a kind of PVC packaging structure with good sound permeability and low bending deformation was designed. According to the theory of sound transmission and material properties, the package structure parameters are calculated. The 3D finite element model of encapsulated structure is established by COMSOL Multiphysics 5.0. The inherent properties and underwater mechanical properties of encapsulated structure are obtained by modal analysis and static analysis, respectively. The first order resonance frequency of the encapsulated structure is 792.47 Hz, which will not interfere with the CMUT 400kHz operating frequency band. The safety of underwater system is protected by pressure balance device. The maximum deformation of 10 m underwater is 1.12 mm and the maximum stress is 14.4 MPA, which does not exceed the bending strength of PVC. The maximum error between the measured sound pressure and the theoretical value is 4.8 and the error of the distance measurement is 1 mm. The designed CMUT package structure meets the design requirements.
【作者單位】： 中北大學(xué)儀器科學(xué)與動態(tài)測試教育部重點(diǎn)實(shí)驗室;山西古交西山義城煤業(yè)有限責(zé)任公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(61127008)
【分類號】：TB552

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 王朝杰;王紅亮;段培盛;陳一波;胡曉峰;;電容式微機(jī)械超聲傳感器設(shè)計與仿真[J];壓電與聲光;2017年02期

2 李玉平;何常德;張娟婷;張慧;宋金龍;薛晨陽;;基于C-SOI工藝的一維MEMS電容式超聲傳感器陣列[J];傳感器與微系統(tǒng);2015年03期

3 張智禹;于文革;;一種新型FBG微力傳感器[J];傳感器與微系統(tǒng);2014年03期

4 劉夢然;簡澤明;張國軍;張文棟;;基于丁腈橡膠帽封裝的MEMS仿生水聽器的設(shè)計[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2014年01期

5 苗靜;何常德;廉德欽;張慧;于佳琪;宛克敬;薛晨陽;張文棟;;基于硅晶圓鍵合工藝的MEMS電容式超聲傳感器設(shè)計[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2012年12期

6 許姣;張國軍;石歸雄;王曉瑤;劉細(xì)寶;張文棟;;纖毛式矢量水聽器新型封裝結(jié)構(gòu)的研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2011年04期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王朝杰;王紅亮;段培盛;陳一波;胡曉峰;;電容式微機(jī)械超聲換能器封裝設(shè)計[J];壓電與聲光;2017年04期

2 孫麗;李闖;張春巍;張Z，

本文編號：2063367