Possibilities of Controlling the Dynamic Properties of a Cylindrical Piezoceramic Acoustoelectronic Device with Two-frequency Resonance Excitation

Abstract

Показано, що в динамічних властивостях акустоелектронних пристроїв у вигляді співвісної системи з двох циліндричних п'єзокерамічних оболонок з електричним збудженням кожної з оболонок на своїй резонансній частоті, можливо виділити дві групи пов'язаних між собою властивостей: потенційно можливі і оперативно керовані. Перші визначаються характеристиками конструкцій цих пристроїв – електрофізичними параметрами п'єзокераміки оболонок; діаметрами, товщиною і резонансними частотами оболонок; фізичними параметрами середовищ їх заповнення. Другу групу утворюють оперативно керовані з електричного боку пристроїв їх динамічні властивості. Методом чисельного аналізу на прикладі акустичних полів встановлені закономірності поведінки потенційно можливих динамічних властивостей розглянутих пристроїв для варіантів їх побудови, коли резонансна частота внутрішньої оболонки менша, близька або більша за резонансну частоту зовнішньої оболонки, і кількісний вплив на них оперативних динамічних методів керування з електричного боку пристроїв. Дано фізичне трактування причин виникнення описаних динамічних властивостей.

It is shown that in the dynamic properties of acoustoelectronic devices in the form of a coaxial system including two cylindrical piezoceramic shells with electric excitation of each shell at its resonant frequency, two groups of related properties can be distinguished. The first of them – potentially possible properties – is determined by these devices design characteristics such as electrophysical parameters of the shells piezoceramics, diameters, thicknesses and resonance frequencies of shells, physical parameters of their filling media. The second group – operatively controlled properties – is formed by their dynamic properties operatively controlled from the electrical side of the devices. By the method of numerical analysis with specific reference on acoustic fields, the regularities of the behavior of potentially possible dynamic properties of such devices for variants of their designs, when the inner shell resonance frequency is less, close or more than the outer shell resonance frequency were established. The quantitative influence of operational dynamic control methods from the electric side of the devices on them was obtained. The physical interpretation of the described dynamic properties causes was given.