下面通過比較壓電元件電阻的模擬結果與實驗測量值來驗證模型的有效性。首先研究的結構是夾在兩塊不同厚度的PMMA板(分別為5.95mm和18.64mm)之間的PZT5陶瓷片。利用HP 4194A阻抗儀進行電阻測量。圖9-26給出了電阻與頻率之間的相關關系。對于第二種結構也得到了類似結果，如圖9-27所示。這種結構是將壓電元件夾在厚度為3.96mm的PP板和厚度為2.17mm的PMMA板之間形成的。

由圖9-26、圖9-27可知，對于不同材質(zhì)且厚度各異的結構，電阻與頻率之間關系的模擬值與實驗測量值吻合得非常好。厚度有限的環(huán)繞層能干擾主動元件自由振動狀態(tài)的衰減，這種現(xiàn)象能夠用于解釋電阻頻譜圖上所觀察到的調(diào)幅現(xiàn)象。頻譜圖中峰值頻率的位置與夾持材料的厚度以及在其中傳播的聲波速度密切相關。其振幅直接取決于超聲波的衰減和材料的厚度。

經(jīng)過上述實驗驗證，下面通過電阻測量利用上述模型來確定其周圍介質(zhì)的聲學性能。

壓電元件的性能見表9-2，要表征的環(huán)繞介質(zhì)一邊為3.04mm厚的PMMA層，另一邊為2.28mm厚的PA層(半晶態(tài)聚合物)，所測得的電阻如圖9-28所示。

 

通過運用優(yōu)化法則，確定了1.5~3MHz頻率范圍內(nèi)超聲波的速度和衰減的頻散規(guī)律，將其與經(jīng)典的超聲波頻譜法所得到的結果相比較，可以發(fā)現(xiàn)它們之間吻合得很好，如圖9-29所示。表明本研究構建的模型的正確性。值得指出的是，這種方法適合很多種由吸收介質(zhì)所組成的層結構，而這些結構在工程應用中廣泛存在，并且這種方法已經(jīng)用于聚合物基材料的在線監(jiān)測。

 

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