大连批量定制压电陶瓷

系统采用的超声波传感器的工作频率为40khz左右。由发射传感器发出超声波脉冲，传到液面经反射后返回接收传感器，测出超声波脉冲从发射到接收到所需的时间，根据媒质中的声速，就能得到从传感器到液面之间的距离，从而确定液面。考虑到环境温度对超声波传播速度的影响，通过温度补偿的方法对传播速度予以校正，以提高测量精度。计算公式为：

v=331.5+0.607t （1）

式中：v为超声波在空气中传播速度；t为环境温度。

s=v ×t/2=v×（t1－t0）/2 （2）

式中：s为被测距离；t为发射超声脉冲与接收其回波的时间差；t1为超声回波接收时刻；t0为超声脉冲发射时刻。利用mcu的捕获功能可以很方便地测量t0时刻和t1时刻，根据以上公式，用软件编程即可得到被测距离s。由于本系统的mcu选用了具有soc特点的混合信号处理器，其内部集成了温度传感器，因此可利用软件很方便的实现对传感器的温度补偿。

为了适应各种不同的用途和要求，---对pzt陶瓷进行了广泛的掺杂改性研究.pzt压电陶瓷的掺杂改性主要有以下几个方面:

.1　软性掺杂　这种掺杂是指la3+、bi3+、nb5+、w6+等离子分别置换pb2+或(zr，ti)4+等离子，在晶格中形成一定量的正离子缺位(主要是a位)，由此导致晶粒内畴壁容易移动，结果使矫顽场降低，使陶瓷的极化变得容易，因而相应地提高了压电性能.但空位的存在增加了陶瓷内部的弹性波的衰减，引起机械品质因数qm和电气品质因数qe的降低，但其介电损耗增大，因而这类掺杂的pzt压电陶瓷通常称为“软性”pzt压电陶瓷，适于制备高灵敏度

.2　硬性掺杂　这类掺杂与离子软性掺杂的作用相反:离子置换后在晶格中形成一定量的负离子(氧位)缺位，因而导致晶胞收缩，抑制畴壁运动，降低离子扩散速度，矫顽电场增加，批量定制压电陶瓷，从而使极化变得很困难，压电性能降低，qm和qe变大，介电损耗减少.具有这类掺杂物的pzt压电陶瓷称为“硬性”pzt压电陶瓷，的传感器元件.这类掺杂---较多的是la3+和nb5+[