壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷都是電介質(zhì),電介質(zhì)在電場的作用下有兩種效應(yīng),即逆壓電效應(yīng)和電致伸縮效應(yīng)。鈣鈦礦、鎢青銅、鉍層狀結(jié)構(gòu)壓電陶瓷是三類典型的壓電陶瓷材料體系，具有不同的晶體結(jié)構(gòu)和性能特點，可應(yīng)用于不同的高溫領(lǐng)域。其中逆壓電效應(yīng)是指電介質(zhì)在外電場的作用下產(chǎn)生應(yīng)變,應(yīng)變大小與電場大小成正比,應(yīng)變的方向與電場方向有關(guān)。而電致伸縮效應(yīng)是指電介質(zhì)在電場的作用下由于感應(yīng)極化作用引起應(yīng)變,且應(yīng)變與電場方向無關(guān),應(yīng)變的大小與電場的平方成正比。

對于傳播快的首波(對于裸眼井測井指縱波滑行波,對于套管井來講指套管波)來講,由于聲波在井內(nèi)多次反射,圓形的井孔具有一系列的固有頻率,或者說,井孔具有明顯的頻率選擇。但是,壓電晶體的生產(chǎn)是強污染行業(yè)(發(fā)達國家均將其轉(zhuǎn)換到不發(fā)達國家來生產(chǎn)),其生產(chǎn)過程中的環(huán)節(jié)比較多,成品率比較低。當(dāng)聲波儀器發(fā)射換能器發(fā)射的聲波頻率與井孔的固有頻率接近或相等時,首波的幅度比較大;相反,則幅度比較小,或者根本不能夠傳播我們需要的首波。即對于一定的地層和套管井,只有某些頻率能夠在井內(nèi)傳播。

但是,壓電晶體的生產(chǎn)是強污染行業(yè)(發(fā)達國家均將其轉(zhuǎn)換到不發(fā)達國家來生產(chǎn)),其生產(chǎn)過程中的環(huán)節(jié)比較多,成品率比較低。生產(chǎn)出的晶體盡管幾何尺寸一致,但聲-電轉(zhuǎn)換時的一致性比較差,這是因為壓電材料是各向異性的,壓電特征是材料各向異性特征的反映,人工各向異性材料中的細小差別均能夠?qū)е缕淇傮w的聲-電或電-聲轉(zhuǎn)換特征的一致性相差比較大。生產(chǎn)出的晶體盡管幾何尺寸一致,但聲-電轉(zhuǎn)換時的一致性比較差,這是因為壓電材料是各向異性的,壓電特征是材料各向異性特征的反映,人工各向異性材料中的細小差別均能夠?qū)е缕淇傮w的聲-電或電-聲轉(zhuǎn)換特征的一致性相差比較大。

另外,換能器的動態(tài)電特征與其振動模態(tài)關(guān)系比較密切,某個頻率附近的電參數(shù)還取決于其機械振動模態(tài)。