四川定制傳感器廠家
發(fā)布時(shí)間：2023-03-28 01:26:02
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壓電陶瓷換能器在工業(yè)中還被廣泛用作水中導(dǎo)航、海洋探測(cè)、精密測(cè)量、超聲清洗、固體探傷以及醫(yī)學(xué)成像、超聲診斷等方面。當(dāng)今壓電超聲換能器的另一個(gè)應(yīng)用的領(lǐng)域是遙測(cè)和遙控系統(tǒng)，其具體應(yīng)用實(shí)例主要有：壓電陶瓷蜂鳴器、壓電點(diǎn)火器、超聲顯微鏡等。是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和聲能的相互轉(zhuǎn)化。壓電超聲換能器就是其中的一種，它是水下發(fā)射和接收超聲波的水聲器件。處于水中的壓電換能器在聲波的作用下，換能器兩端會(huì)感應(yīng)出電荷來(lái)，這就是聲波接收器;若在壓電陶瓷片上施加一個(gè)交變電場(chǎng)，就會(huì)時(shí)而變薄時(shí)而變厚，同時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)射聲波，這就是超聲波發(fā)射器。
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超聲波換能器又稱(chēng)超聲波振子是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(超聲波)的器件，主要是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與聲能的相互轉(zhuǎn)換，故稱(chēng)為超聲波換能器(壓電換能器)。超聲波換能器由中央壓電陶瓷元件，前后金屬蓋板，預(yù)應(yīng)力螺桿，電極片以及絕緣管組成。超聲換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器。它的性能描述和評(píng)價(jià)需要許多參數(shù)。超聲傳感器的特性參數(shù)包括諧振頻率、頻帶寬度、機(jī)電耦合系數(shù)、電聲效率、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)、阻抗特性、頻率特性、方向性、傳輸和接收靈敏度等。UCER要求輸出功率大、能量轉(zhuǎn)換效率高，而接收傳感器要求頻帶寬、靈敏度高、分辨率高。因此，在超聲波傳感器的具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須根據(jù)具體應(yīng)用合理設(shè)計(jì)傳感器的相關(guān)參數(shù)。
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壓電陶瓷的壓電效應(yīng)是指某些介質(zhì)在力的作用下，產(chǎn)生形變，引起介質(zhì)表面帶電，這是正壓電效應(yīng)。反之，施加激勵(lì)電場(chǎng)，介質(zhì)將產(chǎn)生機(jī)械變形，稱(chēng)逆壓電效應(yīng)。并非所有的陶瓷都具有壓電效應(yīng)。作為壓電陶瓷的原材料，在晶體結(jié)構(gòu)上一定是不具有對(duì)稱(chēng)中心的晶體，如氧化鉛、氧化鋯、氧化鈦、碳酸鋇、氧化鈮、氧化鎂、氧化鋅等。在32種點(diǎn)群的晶體中，只有20種非中心對(duì)稱(chēng)點(diǎn)群的晶體才有壓電效應(yīng)。將這些原材料在高溫下致密燒結(jié)，制成陶瓷，并將制好的陶瓷在直流高壓電場(chǎng)下進(jìn)行極化處理，才能成為壓電陶瓷。常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛以及三元系壓電陶瓷等。
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1、將橡膠墊片套在法蘭上從后蓋板處套入在安裝環(huán)處，再將金屬圓環(huán)與橡膠墊套在上端并調(diào)整好位置（確保上下墊片、換能器三者同心，換能器除了安裝環(huán)被壓住外，其余位置不能接觸法蘭）。2、依對(duì)角次序預(yù)鎖螺絲，先不用鎖緊，方便后面調(diào)整焊頭與連接板平行。3、將連接鋁板與金屬墊片套在法蘭上調(diào)整好位置并對(duì)角次序鎖緊螺絲，注意不能接觸到換能器。4、清潔焊頭（模頭）的安裝面，并在焊頭安裝面與變幅畫(huà)端面涂抹上少許工業(yè)凡士林或黃油，注意不可抹到螺柱與螺紋孔內(nèi)。5、連接換能器與焊頭（模頭），并用175N.m的力鎖緊，鎖緊后調(diào)整焊頭（模頭）連接板角度，確保兩個(gè)面要完全平行。6、安裝完畢接上超聲波發(fā)生器進(jìn)行測(cè)試。
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換能器按組成的壓電元件形狀分為薄板形, 圓片形, 圓環(huán)形, 圓 管形, 圓棒形, 薄殼球形, 壓電薄膜等;換能器按振動(dòng)模式分為伸縮振動(dòng), 彎曲振動(dòng), 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等;換能器按伸縮振動(dòng)的 方向分為厚度, 切向, 縱向, 徑向等;按壓電轉(zhuǎn)換方式 分為發(fā)射型 ( 電-聲轉(zhuǎn)換) , 接收型 ( 聲-電轉(zhuǎn)換) , 發(fā)射/接收復(fù)合型等。換能器按工作環(huán)境分為液體, 固體, 氣體, 生物體等。一般來(lái)說(shuō)，就是一個(gè)電聲轉(zhuǎn)換器件，不帶電路的。換能器是超聲波設(shè)備的核心器件，其特性參數(shù)決定整個(gè)設(shè)備的性能。換能器主要有磁致伸縮和壓電晶體兩大類(lèi)。