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PVDF声辐射模态传感器设计中的关键问题研究
  • ISSN号:1000-2758
  • 期刊名称:《西北工业大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB535[理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]西北工业大学航海学院,陕西西安710072
  • 相关基金:西北工业大学博士论文创新基金(CX200502)和国家自然科学基金(10274060)资助
中文摘要:

利用分布式位移传感材料PVDF薄膜设计声辐射模态传感器,通过检测低阶辐射模态的幅度以获得结构近似的辐射声功率。基于声辐射模态理论和PVDF传感模型,推导了PVDF形状系数理论公式,对设计中的关键问题进行了研究,得出PVDF的形状系数和结构振动模态选取的通用准则,提出分频段设计法解决了形状系数和结构振动模态之间在选取上的矛盾,在此基础上对PVDF传感器进行了优化设计并给出了PVDF对的中心线取值的一般规律,利用声辐射模态的嵌套特性使得输出电荷的放大倍数与频率呈线性关系,并通过实例仿真验证了文中结论。

英文摘要:

Polyvinylidene fluoride(PVDF) sensors can be used to obtain the approximated radiated sound power of the vibrating structure. In designing this kind of sensors, it is difficult but important to choose the maximum order of shape coefficients and the order of the structural modes, and to determine the location of the center line for placing the PVDF pairs. In this paper, we present an improved method for solving these key issues in designing such sensors. The formulas for the shape coefficient of the PVDF pairs are derived based on the acoustic radiation modes and a PVDF sensing model. By combining structural modes and acoustic radiation modes, the rule to choose the maximum order of shape coefficients is given according to the chosen order of the structural modes, and a new approach of designing PVDF pairs in partitioned frequency band is presented to resolve the conflict in the choosing process. Finally, the optimized design approach and the criterion for determining the location of the center line for placing the PVDF pairs is given. According to the“nest property” of radiation modes, the amplificatory multiple of total charge response of the PVDF pair becomes linear to the exciting frequency. A number of computer simulations have been performed to demonstrate the above-mentioned conclusions.

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期刊信息
  • 《西北工业大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:西北工业大学
  • 主编:胡沛泉
  • 地址:西安市友谊西路127号(西工大校园158号信箱)
  • 邮编:710072
  • 邮箱:xuebao@mwpu.edu.cn
  • 电话:029-88495455
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-2758
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1070/T
  • 邮发代号:52-182
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:10173