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龍圖騰網(wǎng)獲悉西南交通大學(xué)申請(qǐng)的專利用于單向激勵(lì)和接收非頻散超聲導(dǎo)波的壓電換能器及方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN115295715B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-05發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202211027463.8，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H10N30/87；該發(fā)明授權(quán)用于單向激勵(lì)和接收非頻散超聲導(dǎo)波的壓電換能器及方法是由苗鴻臣;杜月浩;闞前華;康國政;張清華;王平設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-08-25向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本用于單向激勵(lì)和接收非頻散超聲導(dǎo)波的壓電換能器及方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種用于單向激勵(lì)和接收非頻散超聲導(dǎo)波的壓電換能器及方法。本發(fā)明的壓電換能器采用在一個(gè)基本單元中將兩個(gè)極化方向反向且具有厚度剪切壓電系數(shù)d15的壓電換能板分別設(shè)置在矮側(cè)和高側(cè)延時(shí)支柱的表面，誘導(dǎo)被測(cè)波導(dǎo)產(chǎn)生的SH0波或T（0，1）波向兩側(cè)傳播，矮側(cè)和高側(cè)延時(shí)支柱的距離和高度差滿足干涉條件，因此在沿高側(cè)延時(shí)支柱方向干涉相消，沿矮側(cè)延時(shí)支柱方向傳播的非頻散超聲導(dǎo)波則實(shí)現(xiàn)干涉增強(qiáng)，從而壓電換能器能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)激勵(lì)沿單向傳播的非頻散超聲導(dǎo)波，且作為傳感器過濾掉削弱側(cè)的非頻散超聲導(dǎo)波，只接收增強(qiáng)側(cè)的非頻散超聲導(dǎo)波；不論是單向激勵(lì)還是單向接收，本發(fā)明均不需要外加電路或設(shè)備提供時(shí)間延遲。

本發(fā)明授權(quán)用于單向激勵(lì)和接收非頻散超聲導(dǎo)波的壓電換能器及方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種用于單向激勵(lì)和接收非頻散超聲導(dǎo)波的壓電換能器，其特征在于，所述壓電換能器包括m個(gè)基本單元，m為≥1的自然數(shù)；每個(gè)基本單元包括兩個(gè)壓電換能板、矮側(cè)延時(shí)支柱、高側(cè)延時(shí)支柱和單元內(nèi)連接基板；其中，壓電換能板的形狀為l×w×h的長(zhǎng)方體，滿足h0.5l，長(zhǎng)方體的厚度為h，長(zhǎng)度為l，寬度為w，兩個(gè)面積為l×w的表面分別上表面和下表面，沿長(zhǎng)度l的方向?yàn)榈谝环较颍貙挾葁的方向?yàn)榈诙较颍粔弘姄Q能板的極化方向沿著第一方向，具有厚度剪切壓電系數(shù)d15；壓電換能板的上表面和下表面分別作為電極面，在電極面上制備電極；矮側(cè)延時(shí)支柱和高側(cè)延時(shí)支柱的形狀為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體的截面形狀與壓電換能板的電極面一致；兩個(gè)壓電換能板的下表面分別粘貼在矮側(cè)延時(shí)支柱和高側(cè)延時(shí)支柱的上表面，兩個(gè)壓電換能板的極化方向相反；矮側(cè)延時(shí)支柱和高側(cè)延時(shí)支柱的底部通過單元內(nèi)連接基板連接；m個(gè)基本單元的底部通過單元間連接基板連接；各個(gè)矮側(cè)延時(shí)支柱、高側(cè)延時(shí)支柱、單元內(nèi)連接基板和單元間連接基板連接成一個(gè)整體構(gòu)成延時(shí)基底；位于2m個(gè)壓電換能板的上表面和下表面的電極分別采用一根導(dǎo)線電學(xué)連接，從而將2m個(gè)壓電換能板并聯(lián)；每一個(gè)基本單元中，矮側(cè)延時(shí)支柱與高側(cè)延時(shí)支柱的間距為Δd，高度差為Δh，滿足Δhc1＝Δdc2，和其中，c1為壓電換能板在矮側(cè)延時(shí)支柱和高側(cè)延時(shí)支柱中產(chǎn)生的類剪切導(dǎo)波的波速，c2為被測(cè)波導(dǎo)中SH0波或T0，1波的波速，f為產(chǎn)生的類剪切導(dǎo)波和SH0波或T0，1波的振動(dòng)頻率；在每一個(gè)基本單元中，矮側(cè)延時(shí)支柱所在的一側(cè)為增強(qiáng)側(cè)，高側(cè)延時(shí)支柱所在的一側(cè)為削弱側(cè)，各個(gè)基本單元中，增強(qiáng)側(cè)和削弱側(cè)一致，并且，粘貼在矮側(cè)延時(shí)支柱上的壓電換能板的極化方向相同；相鄰的基本單元的間距為ΔD，高度差為ΔH，滿足和ΔD≤c2f； 壓電換能器作為致動(dòng)器或傳感器，既能夠激勵(lì)SH0波和檢測(cè)具有平板結(jié)構(gòu)的被測(cè)波導(dǎo)，也能夠激勵(lì)T0，1波和檢測(cè)管道結(jié)構(gòu)的被測(cè)波導(dǎo)。

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