The flextensional class V ‘cymbal’

The flextensional class V ‘cymbal’ transducer has been widely adopted for low power ultrasonics applications,
exhibiting high output displacement for low input energy, compared to a single ceramic, when
used as an actuator. Despite its performance benefits, the original designs of cymbal transducers have
inherent drawbacks for high power ultrasonics applications that require much higher output displacements.
Asymmetries introduced during the fabrication process reduce the efficiency of the transducer,
and degradation of the bonding layer between the end-caps and the electroactive material can alter the
vibration response and ultimately lead to failure. A new design of the cymbal transducer is therefore
proposed that delivers high output displacements. A comparison is presented between a cymbal based
on the original design configuration and a new cymbal, to demonstrate the effects of input voltage levels
on the dynamic characteristics and vibration response of the two different transducers. For the first
cymbal the end-caps are directly bonded to the piezoceramic disc using a commercial non-conductive
epoxy. The second cymbal incorporates a metal ring bonded to the outer edge of the piezoceramic disc to
improve the mechanical coupling with the end-caps, thereby enhancing the operational capability of the
device at higher voltages, allowing for excitation of higher output displacements by removing the problems
associated with failure in the epoxy layer. This design is demonstrated to be particularly suitable
for power ultrasonics applications such as miniature surgical devices, for example as drilling and cutting
devices for orthopaedics procedures.

Kết quả (Việt) 2:

Lớp flextensional 'cymbal' dò V đã được áp dụng rộng rãi cho các ứng dụng điện hóa siêu âm thấp,
triển lãm di sản lượng cao cho năng lượng đầu vào thấp, so với một sứ duy nhất, khi
được sử dụng như một thiết bị truyền động. Mặc dù lợi ích hiệu quả của nó, các mẫu thiết kế ban đầu của đầu dò chập chả có
nhược điểm vốn có cho siêu âm công suất cao ứng dụng yêu cầu chuyển vị đầu ra cao hơn nhiều.
không đối xứng được giới thiệu trong quá trình chế tạo làm giảm hiệu quả của các bộ chuyển đổi,
và sự suy thoái của các lớp liên kết giữa các end-mũ và vật liệu electroactive thể làm thay đổi
phản ứng rung và cuối cùng dẫn đến thất bại. Một thiết kế mới của bộ chuyển đổi cymbal do đó
đề nghị cung cấp dịch chuyển đầu ra cao. Một so sánh được trình bày giữa một cymbal dựa
vào cấu hình thiết kế ban đầu và một cái chũm choẹ mới, chứng tỏ ảnh hưởng của các cấp điện áp đầu vào
trên các đặc điểm năng động và phản ứng rung động của hai đầu dò khác nhau. Đối với người đầu tiên
chập cuối-mũ này được gắn trực tiếp vào đĩa piezoceramic sử dụng một không dẫn điện thương mại
epoxy. Các cymbal thứ hai kết hợp một chiếc nhẫn kim loại liên kết với các cạnh bên ngoài của đĩa piezoceramic để
cải thiện các khớp nối cơ khí với end-mũ, qua đó nâng cao khả năng hoạt động của các
thiết bị ở điện áp cao hơn, cho phép kích thích dịch chuyển sản lượng cao hơn bằng cách loại bỏ các vấn đề
kết hợp với sự thất bại trong các lớp epoxy. Thiết kế này được chứng minh là đặc biệt thích hợp
cho các ứng dụng điện hóa siêu âm như các thiết bị phẫu thuật thu nhỏ, ví dụ như khoan và cắt
các thiết bị chỉnh hình cho thủ tục.