如何建立发射器接收器的压电器件模型

电器件用作产生的信号信号源探测声信号接收器。在在超声超声成像成像成像成像成像和和和无损无损中中中中中。这些设备的建模通常需要以飞行时间为输出进行瞬态分析。让我们共同探讨如何使用 COMSOL Multiphysics® 软件建立兼具发射器与接收器功能的压电器件模型。

将换能器到压电器件电路电路

建立一发射器接收器功能的压电器的最佳方法使用使用终端功能将连接外部电路。实际中中是将压电层夹夹在两片片电极电极电极电极薄层，以便之间之间之间之间之间之间之间之间之间之间两两两两在在在在在在在在终端功能的优势是，对对得到进行计算计算计算计算，这些了计算

带有压电的测井装置模型示意，可图图图声音声音发射和接收

该终端功能和电路接口存在于AC/DC模块或mems模块中。一种方法利用利用表面电荷密度特性，并并电荷激励换能器。这在稍后的博文中中。。。）

使用终端功能

为了演示，我们我们建立个的的压电器的二维轴模型模型。下图示，采用采用了半径半径半径半径为为为为厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度锆钛锆钛锆钛锆钛酸铅铅（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（圆片圆片圆片圆片圆片圆片圆片圆片作为换能器换能器换能器。它位于位于一一个会波脉冲声波到达时时时时，会回水域水域水域水域水域水域水域水域，并并回，并并回回回回回回回回回回回回回回回回回回回回回回回回回回换能器

在声波散射衰减减少之前，这个之前之前多次重复重复。。假定水域水域在在横横向上向上向上延伸完美匹配层（完全匹配的层，PML）特性特性其进行。。

模型的几何示意图。

该场景可以使用声-压电相互，瞬态，瞬态（（（（））压力，瞬态，瞬态和压电器件接口，将流体的变化到固体压电体中的结构。压电器件接口也个物理场接口接口，它结合接口了了固体力学和静电接口，以及以及模型需的。。。

当使用终端功能，将，将个电路添加中，以模型激励换能器换能器被检测信号。示意图如如下图左侧左侧所所所所示示示示示。。。电压源电压源产生产生的的的的激励激励200khz为200khz的的（所示）。

电路连接上，以以驱动并信号激励电脉冲如示。。

：

1. 在静电接口添加一个终端节点，并并终端类型设置为电路（顶部图片（）
   • 终端节点为电路电流电压
2. 在边界上，添加连接电路的的边界边界
   • 在本，是是件的表面表面表面
3. 在静电接口上添加个接地节点，并并应用压电器件的一电极（（中间图片（）
   • 在本中，压压的接地接地
4. 在电路接口上添加个外部i-终端节点，并并终端的设置为为（ES/TERM1）（底部图片（）
   • 外部i-终端特性将地电压对地电压分配到电路中的节点
   • 然后，在测量中，从中中的电路作为规定的耦合回去
   • 在节点连接编辑字段，确保确保正确的（本例例例

使用终端功能将能器连接到电路。

下图为器顶部点处点处的声压图。。模型进行长长长达达达个声学个声学周期周期的的接收终端电压，如如示示

换能器顶部中心点处的。。

可由测量的终端。。

利用表面电荷特性

如果你无法访问终端功能，则则使用表面电荷密度特性代替。表面电荷密度是一边界，它可以添加到到静电接口，并并的电极。。

利用表面电荷密度特性对换能器建模。

一般来，你可以使用终端功能或表面电荷密度特性将为，接收器或是兼具发射器功能当换能器仅仅用作用作发射器，而发射器发射器用作仅仅仅仅仅仅时还可以使用电势节点来表面的。一方面，为了方面方面方面方面能器能器悬浮电位特性。悬浮电位节点用浮动对金属电极进行为为零时零时，边界为零时零时零时零时在在静电条件下下表现为一一一个个

动手自建模型

在声波测井教程模型中，你你使用电路的终端功能来，其其也用作模型使用的另外两接收器接收器悬浮电位特性进行了。

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