1、兩種類型的換能器介紹

壓電陶瓷換能器的心臟是單層或雙層厚的壓電陶瓷，通常夾在電極之間的壓電陶瓷材料，為電接觸提供附著點。陶瓷組件通過高強度，飛機質(zhì)量的螺栓在金屬塊之間壓縮至已知的壓縮程度。當通過電極在陶瓷上施加電壓時，陶瓷由于其晶格結(jié)構(gòu)的變化而膨脹或收縮。這種物理位移導(dǎo)致聲波傳播到應(yīng)用中。

磁致伸縮換能器由大量鎳板或疊片組成，這些板或疊片與每個層壓板的一個邊緣平行排列，每個層壓板的邊緣連接到處理罐的底部，或要振動的其他表面。線圈繞磁致伸縮材料放置。當通過電線線圈提供電流時，會產(chǎn)生磁場。該磁場使磁致伸縮材料收縮或伸長，從而將聲波引入應(yīng)用中。

2、發(fā)揮效用的方式

兩種換能器設(shè)計均通過快速振蕩，安裝在其上的超聲振動膜來產(chǎn)生超聲活動。但是每個設(shè)計以不同的方式執(zhí)行此操作。磁致伸縮換能器實質(zhì)上是由重鎳或合金芯制成的電磁體，其上纏繞有導(dǎo)線。當電流通過電線產(chǎn)生脈沖時，磁芯將以與超聲波發(fā)生器的輸出頻率匹配的頻率振動，從而使超聲波設(shè)備發(fā)揮功用。

壓電換能器是由鋯鈦酸鉛之類的壓電材料制成的。鋯鈦酸鉛是一種常見的壓電材料，當提供適當?shù)念l率和電壓時會相應(yīng)地膨脹和收縮。與磁致伸縮換能器的50-60％的電效率相比，壓電陶瓷換能器可提供95％+的電效率。

3、可靠性

磁致伸縮超聲發(fā)生器在如此高的溫度下工作，以至于這些系統(tǒng)通常需要大量的額外冷卻，例如專用于冷卻發(fā)生器的空調(diào)設(shè)備。過多的熱量可能導(dǎo)致系統(tǒng)中某些組件過早損壞，因此需要空調(diào)或其他特殊的冷卻方法，以將組件保持在可接受的工作溫度范圍內(nèi)。

此外為了克服這些問題，大多數(shù)磁致伸縮系統(tǒng)使用了能夠承受這些高工作溫度的更昂貴的大型電子組件，因此發(fā)電機外殼明顯更大。經(jīng)過適當設(shè)計的超聲波壓電系統(tǒng)是高度可靠的電子設(shè)備。與磁致伸縮設(shè)計相比，其運行溫度低。發(fā)電機相對較小，重量輕，不需要空調(diào)或過度冷卻。

4、頻率范圍

選擇某個超聲系統(tǒng)時，超聲工作頻率可能是重要的考慮因素。每個頻率都有其獨特的特性。典型的超聲頻率范圍為20至200 kHz。為磁致伸縮系統(tǒng)選擇超聲波頻率很容易，因為它的選擇非常有限。由于磁致伸縮換能器的物理尺寸限制，頻率取決于換能器的長度，而更高頻率的換能器的長度需要越來越短的長度。

其固有地受限于以低于約30 kHz的頻率工作。壓電換能器在此范圍內(nèi)不受頻率限制。制造商可以選擇合適的壓電設(shè)計，并通過利用主諧振頻率的諧波倍數(shù)在整個超聲范圍內(nèi)以選定的輸出頻率驅(qū)動它。從可用頻率的角度來看，這使壓電換能器成為更加通用的選擇。