عناصر كهرضغطية كروية مجوفة متخصصة مصممة لتوليد وكشف الموجات فوق الصوتية متعددة الاتجاهات. تتميز سلسلة محولات الطاقة PZT الكروية الخاصة بنا بهندسة نصف كروية فريدة مع معامل اقتران شعاعي Kr 0.4 وترددات من 30 إلى 320 كيلو هرتز. متوفرة بأقطار من 5 مم إلى 50 مم مع تركيبات سعة متعددة (P-33، P-52، P-81)، تتفوق هذه الكرات المجوفة في الصوتيات تحت الماء، ومصفوفات الهيدروفون، وتطبيقات مجال الموجات الكروية التي تتطلب أنماط إشعاع موحدة.
المعلمات الكهروميكانيكية الكاملة لمحولات الطاقة الكهرضغطية الكروية. قيم السعة لثلاث تركيبات قياسية لمواد PZT (P-33، P-52، P-81).
| الموديل | قطر الكرة | قطر الفتحة | سماكة الجدار | التردد (kHz) | Kr | C (nF) P-33 | C (nF) P-52 | C (nF) P-81 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SΦ5 | SΦ5 | Φ1.5 | 0.5 | 320 | 0.4 | 1.8 | 3.5 | |
| SΦ10 | SΦ10 | Φ3 | 0.8 | 160 | 0.4 | 4.7 | 8.8 | |
| SΦ15 | SΦ15 | Φ4 | 1 | 113 | 0.4 | 9.2 | 17.3 | |
| SΦ20 | SΦ20 | Φ5 | 1~1.5 | 77 | 0.4 | 17.0 | 32.0 | |
| SΦ25 | SΦ25 | Φ5 | 1~1.5 | 61 | 0.4 | 17.4 | 32.8 | |
| SΦ30 | SΦ30 | Φ6 | 1.5~3 | 50 | 0.4 | 23.5 | 44.3 | |
| SΦ40 | SΦ40 | Φ7 | 2~4 | 38 | 0.4 | 34.3 | 64.6 | |
| SΦ50 | SΦ50 | Φ8 | 2~4 | 30 | 0.4 | 54.8 | 103.2 | |
| SR12.5 | SR12.5 | Φ3.5 | 2~5 | 83 | 6.2 | 3.7 | ||
| SR25 | SR25 | Φ8 | 2~5 | 26.2 | 15.6 | |||
| SR37.5 | SR37.5 | Φ10 | 2~5 | 17.7 | ||||
| SR50 | SR50 | Φ12 | 3~6 | 25.5 |
تنتج عمليات التشكيل والتشغيل المتخصصة قشوراً كروية حقيقية بتوحيد سماكة الجدار ±0.05 مم وتركيز ±0.1 مم. يتم التحكم في قطر الفتحة بدقة للتركيب والوصول إلى الأسلاك دون المساس بالأداء الصوتي.
تتوفر ثلاث تركيبات قياسية من PZT: P-33 (نوع PZT-5H ناعم، حساسية عالية)، P-52 (خصائص متوسطة)، و P-81 (نوع PZT-8 صلب، طاقة عالية). تركيبات مخصصة لاستقرار درجة الحرارة أو متطلبات اقتران محددة.
يمكن تزويد الكرات المجوفة بتغليف من البولي يوريثين أو السيليكون لتعويض الضغط في تطبيقات المياه العميقة. يتوفر اختبار هيدروستاتيكي حتى عمق 300 متر. مواد قطب كهربائي مقاومة للتآكل لبيئات المياه المالحة.
لمصفوفات الهيدروفون وأنظمة المصفوفة المرحلية، نوفر مجموعات متطابقة التردد والحساسية بتفاوت ±1%. تتوفر تجميعات مسبقة التوصيل مع مضخمات أولية مدمجة للتكامل الجاهز.
على عكس عناصر الأقراص أو الحلقات الكهرضغطية المسطحة التي تهتز بشكل أساسي في أوضاع السماكة أو الشعاعية، تعمل محولات الطاقة الكروية المجوفة في وضع التنفس الكروي حيث تتوسع القشرة بأكملها وتتقلص شعاعياً. ينتج عن هذا نمط إشعاع أحادي القطب بكثافة موحدة في جميع الاتجاهات.
يشير معامل الاقتران الكهروميكانيكي الشعاعي (Kr) البالغ 0.4 إلى تحويل فعال بين الطاقة الكهربائية والميكانيكية في وضع التوسع الكروي هذا. يتم تحديد تردد الرنين بواسطة سماكة الجدار وقطر الكرة، مع العلاقة: f ≈ v / (2πr) حيث v هي سرعة الصوت في السيراميك (∼4000 م/ث).
تمثل خيارات السعة المتعددة (P-33، P-52، P-81) تركيبات مواد PZT مختلفة توفر مقايضات بين الحساسية، والتعامل مع الطاقة، واستقرار درجة الحرارة، وخصائص التقادم. يوفر P-33 أعلى معامل شحنة لتطبيقات الاستقبال، بينما يوفر P-81 استقراراً فائقاً لأجهزة الإرسال عالية الطاقة.