本文選題：電容式微機(jī)械超聲傳感器(CMUT) + COMSOL�。� 參考：《壓電與聲光》2017年02期

【摘要】：建立電容式微機(jī)械超聲傳感器(CMUT)微元三維有限元模型,經(jīng)過分析CMUT微元不同結(jié)構(gòu)對(duì)CMUT性能的影響,得到CMUT結(jié)構(gòu)參數(shù)。設(shè)定工作頻率范圍1~2 MHz,工作電壓Vdc100V,首先,利用有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析研究薄膜參數(shù)與一階頻率的關(guān)系,以此確定薄膜參數(shù);然后,在闡述相關(guān)理論和靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上,仿真、分析空腔對(duì)CMUT性能的影響,進(jìn)而確定空腔高度;最后,通過靜電-機(jī)械耦合分析和計(jì)算機(jī)電耦合系數(shù)優(yōu)化電極參數(shù)。對(duì)所設(shè)計(jì)的CMUT結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真驗(yàn)證,工作頻率為1.65 MHz,塌陷電壓為68 V,滿足應(yīng)用要求。
[Abstract]:The three-dimensional finite element model of capacitive micro mechanical ultrasonic sensor (CMUTT) was established. The effects of different structures of CMUT microelements on CMUT performance were analyzed and the structure parameters of CMUT were obtained. The operating frequency range is 1 ~ 2 MHz, and the working voltage is VDC 100V. Firstly, the relationship between the film parameters and the first-order frequency is analyzed by using the finite element model, and then the film parameters are determined based on the theory and static analysis. The influence of cavity on CMUT performance is analyzed, and the cavity height is determined. Finally, the electrode parameters are optimized by electrostatic-mechanical coupling analysis and computer electric coupling coefficient. The designed CMUT structure is verified by simulation, the working frequency is 1.65 MHz and the collapse voltage is 68 V, which meets the requirements of application.
【作者單位】： 中北大學(xué)儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測(cè)試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;山西古交西山義城煤業(yè)有限責(zé)任公司;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61127008)
【分類號(hào)】：TP212

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本文編號(hào)：2036143