Piesoelektrilise keraamilise lehe põhimõte: kui keraamilisele kilele rakendatakse rõhku või pinget, tekivad keraamilise lehe kahes otsas vastupidise polaarsuselaengud ja voolutugevus tekib vooluringi kaudu. Seda efekti nimetatakse piesoelektriliseks efektiks. Kui sellest piesoelektrilisest keraamilisest andurist pannakse vette, siis helilainete toimel indutseeritakse laengud anduri mõlemas otsas, mis on helilaine vastuvõtja. Lisaks piesoelektriline toime on pöörduv. Kui vahelduv elektriväli kantakse piesoelektrilisele keraamilisele plaadile, muutub keraamiline leht aeg-ajalt õhemaks ja paksemaks ning see vibreerib ja kiirgab helilaineid. Seetõttu ultraheli saatja probleem on lahendatud.
Piesoelektriliste keraamiliste andurite jaoks on kaks materjali: magnetostriktiivsed metallid ja piesoelektriline keraamika. Selle artikli eesmärk on kavandada andurid suure võimsusega mehaaniliseks ultrahelitöötlemiseks, nii et arutatakse ainult piesoelektriliseid keraamilisi andjaid. Omamoodi energia ülekandevõrguna on piesoelektrilisel keraamilisel anduril probleem energia muundamise tõhususega. Muundamise kasutegur on seotud andurimaterjali valikuga, vibratsiooni vormiga, mehhaanilise vibratsioonisüsteemi struktuuriga (sealhulgas tugimehhanismiga) ja töösagedusega. Seetõttu tuleks ultraheliandurite projekteerimisel arvesse võtta mitmesuguseid tegureid, nagu akustiline takistus, sagedusreaktsioon, takistussobitamine, akustiline struktuur, vibratsioonirežiim ja muundamismaterjalid ning kuidas neid tegureid elektroakustilise muundamise saavutamiseks kavandada ja koordineerida. parim väärtus.
Piesoelektriline keraamiline andur on elektrooniline keraamiline materjal, millel on piesoelektrilised omadused. Peamine erinevus tüüpilisest piesoelektrilisest kvartskristallist, mis ei sisalda ferroelektrilisi komponente, on see, et kristallfaasi põhikomponendiks on kõik ferroelektrilised kristallterad. Kuna keraamika on polükristalsed täitematerjalid juhuslikult orienteeritud teradega, on iga ferroelektrilise vilja spontaanne polarisatsioonivektor samuti segaduses. Selleks, et keraamilised eksponeerida makroskoopilisi piesoelektrilisi omadusi, piesoelektriline keraamiline tuleb polariseerida tugev Alalisvoolu elektrivaldkonnas pärast tulistamist, ja otsa nägu on läbinud mitu elektroodid, nii et polarisatsiooni vektor originaal korrapäratu orientatsioon on eelistatult orienteeritud suunas elektrivaldkonnas. Pärast elektrivälja elimineerimist , Piesoelektriline keraamiline pärast polarisatsiooniravi säilitab teatud makroskoopiline jääk polarisatsiooni tugevus, nii et keraamiline on teatud rõhk.
