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你真的了解超声波换能器的工作原理吗

更新时间:2023-02-13      点击次数:1191
超声波换能器又叫超声波振子,也称超声波振头。是一种能量转换器件,它的功能是将输入的电功率转换成机械功率再传递出去,而它自身消耗很少一部分功率。所以,使用换能器主要考虑的问题就是与输入输出端的匹配,其次是机械安装和配合尺寸。
  
  换能器将AC转换成超声,也可逆向转换。通常指的是压电换能器或电容换能器。压电换能器作为一种电驱动装置,通常具有三层结构,即压电层、背衬层和匹配层。
  
  当施加电压时,压电晶体可以改变尺寸和形状;AC电压使它们在同样的频率下振荡并产生超声波。电容换能器使用导电隔膜和背板间的静电场。
  
  当施加外力时,压电材料可以产生电压,所以压电材料也可作为超声探测器。一些系统分别使用发射器和接收器,而其他也可将两个功能结合到单个压电收发器上。
  
  超声波换能器在合适的电场激励下能发生有规律的振动,其振幅一般10μm左右,这样的振幅要直接完成焊接和加工工序是不够的。连上通过合理设计的变幅杆后,超声波的振幅可以在很大的范围内变化,只要材料强度足够,振幅可以超过100μm。
  
  因加工方式和要求不同,换能器的工作方式大致可分为连续工作(如花边机,CD机,清洗机,拉链机)和脉冲工作(如塑料焊机),不同的工作方式对换能器的要求是不同的。
  
  一般而言,连续式工作几乎没有停顿时间,但工作电流不是很大,脉冲工作是间歇的,有停顿,但瞬间电流很大。平均而言,二种状态的功率都是很大的。
  
  超声波换能器也可以使用非压电原理。例如:磁致伸缩。具有这种性质的材料暴露于磁场时会产生微小形变,可制成实用的换能器。


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