超聲波換能器的壓電效應(yīng)

2022-08-04 11:47:27

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超聲波換能器是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能超聲波的器件，其中成熟可靠的是以壓電效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電能與聲能相互轉(zhuǎn)換的器件，稱為壓電換能器。它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。

這種夾心換能器螺栓緊固型換能器在負(fù)荷變化時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定的超聲波，是獲得功率超聲波驅(qū)動(dòng)源的基本主要的方法。根據(jù)不同的設(shè)計(jì)，超聲波換能器它們的形式主要有柱型前后金屬蓋板直徑相同，倒喇叭型前蓋板直徑通過弧型過度縮小，柱型鋼后蓋，柱型中間有節(jié)等。

超聲波是通過換能器將高頻電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。換能器的特性取決與選材和制作工藝，同樣尺寸外形的超聲波換能器的性能和使用壽命是千差萬別的。常用的大功率超聲波換能器，應(yīng)用于超聲波塑料焊接機(jī)、超聲波金屬焊接機(jī)、各種手持式超聲波工具、連續(xù)工作的超聲波乳化均質(zhì)器、霧化器、超聲波雕刻機(jī)等設(shè)備。

超聲波換能器

超聲波換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器件,其性能描述和評(píng)價(jià)需要許多參數(shù)。換能器的特性參數(shù)包括共振頻率、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、指向性、發(fā)射及接收靈敏度等等。

不同用途的換能器對性能參數(shù)的要求不同。例如對于發(fā)射型換能器，要求換能器有大的輸出功率和高的能量轉(zhuǎn)換效率；而對于接收型換能器，則要求寬的頻帶和高的靈敏度及分辨率等。因此在換能器的具體設(shè)計(jì)過程中，必須根據(jù)具體的應(yīng)用，對換能器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。