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《第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集》2006年
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理想流体覆盖薄层对无限大弹性板中的声表面波影响的分析

王骥  吴荣兴  杜建科  
【摘要】:利用声表面波的传播特性进行流体性质测定早已引起人们的极大兴趣。一般说来,声表面波流体传感器具有频率高、体积小、测量速度快、结构简单和精度高等优点。随着检测技术的发展,声表面波流体传感器在石油、化工、医学和国家安全等领域发挥着巨大作用。因此,对声表面波流体传感器的精确和详细的理论分析是一项十分重要的工作。我们用一个包含流体的双层结构模型来简化典型的声表面波流体传感器,并用声表面波理论和理想流体模型来精确分析声表面波在弹性板和理想流体层中的传播。我们的研究工作先从覆盖理想流体的各向同性半无限大弹性体中的声表面波分析开始,得到了声表面波速度和流体层厚度之间的关系。我们的研究结果与早期的研究和实验结果非常接近。在此基础上,我们分析了基体是各向同性无限大弹性板的情况,发现随着流体厚度的不断减小,弹性板的振动开始表现为对称和反对称模态,这个结果与没有流体覆盖层的弹性板振动研究结果相吻合。因为实际传感器的基体都是由各向异性压电材料制造的,本文接着分析了基体是ST切石英晶体的半无限大弹性体和无限大弹性板的情况。我们发现,由于弹性体或弹性板与流体层的相互作用,实际振动会出现多个声表面波波速。本文得到的结果能够为声表面波流体传感器的设计提供坚实的理论基础。
【作者单位】:宁波大学工学院压电器件技术实验室
【分类号】:O347.41

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