钢轨检测压电超声换能器宽频阻抗匹配研究

摘要：

针对钢轨损伤检测系统中压电超声换能器与激励源存在阻抗失配,以及压电超声换能器带载后谐振频率偏移等问题,本文对压电超声换能器宽频阻抗匹配进行研究.首先,对压电超声换能器BVD模型参数进行优化.其次,基于上述模型,设计4种匹配网络,对其性能进行比较分析,从而确定最佳网络拓扑结构和参数.最后,基于一发一收实验平台,测试对比匹配前后压电超声换能器的接收信号.测试结果表明,本文设计的阻抗匹配网络可以实现对压电超声换能器的高效匹配,匹配后发射换能器有功功率平均提升了 197.38％,工作带宽从1.44 kHz提升至2.22 kHz.同未匹配和传统L型匹配网络相比,本文设计的宽频阻抗匹配网络使得发射强度分别提升了 61.07％和18.05％,压电超声换能器在工作带宽内均可达到良好的发射状态.

关键词：钢轨检测、压电超声换能器、阻抗匹配、最优参数、工作带宽

所属期刊栏目：46

分类号：TB552(声学工程)

资助基金：国家自然科学基金;甘肃省青年科技基金;甘肃省科技重点研发项目;甘肃省工业过程先进控制重点实验室开放基金;甘肃省高等学校青年博士基金项目

在线出版日期：2023-06-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：57-64