10 MHz电容式超声换能器设计及有限元分析

摘要：

为了研究高频电容式超声换能器(CMUT)的性能,设计了谐振频率为10 MHz的CMUT并进行了有限元仿真分析.首先简述了CMUT的工作原理和基本结构,结合理论分析,得出了CMUT微元的结构参数,并应用COMSOLMultiphysics进行仿真,确定了CMUT微元工作的塌陷电压.然后分析了CMUT微元在不同输入量下的电输入阻抗特性和动态特性.最后通过瞬态仿真分析了单微元与多个微元的声压分布及指向性.分析结果表明,所设计的微元谐振频率为10.24 MHz,满足设计要求,通过对设计的CMUT微元进行COMSOL仿真分析,获得了高频CMUT的性能特性,实现了研究目的.以上研究结果为后续高频CMUT的优化设计和性能分析提供了很好的依据.

关键词：CMUT、有限元、微元设计、阻抗分析、动态分析、声压场

所属期刊栏目：43

分类号：TB552(声学工程)

资助基金：山西省自然科学基金201701D121066

在线出版日期：2021-04-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：155-159