超聲波換能器的應用

超聲波馬達

超聲波馬達是把定子作為換能器, 利用壓電晶體的逆壓電效應讓馬達定子處于超聲波頻率的振動, 然后靠定子和轉子間的摩擦力來傳遞能量, 帶動轉子轉動。超聲波馬達體積小, 力矩大, 分辨率高, 結構簡單, 直接驅動, 無制動機構, 無軸承機構, 這些優(yōu)點有益于裝置的小型化。超聲波馬達廣泛應用于光學儀器、激光、半導體微電子工藝、精密機械與儀器、機器人、醫(yī)學與生物工程領域。

超聲波清洗

超聲波清洗的機理是利用超聲波在清洗液中傳播時的空化、輻射壓、聲流等物理效應, 對清洗件上的污物產生的機械起剝落作用, 同時能促進清洗液與污物發(fā)生化學反應, 達到清洗物件的目的。超聲波清洗機所用的頻率根據清洗物的大小和目的可選用10～500 kHz, 一般多為20～50 kHz。隨著超聲波換能器頻率的增加,可采用郎之萬振子、縱向振子、厚度振子等。在小型化方面, 也有采用圓片振子的徑向振動和彎曲振動的。超聲波清洗在各種工業(yè)、農業(yè)、家用設備、電子、汽車、橡膠、印刷、飛機、食品、醫(yī)院和醫(yī)學研究等行業(yè)得到了越來越廣泛的應用。

超聲波換能器指向性因素特性介紹

一般情況下，要求所使用的超聲波換能器有尖銳的指向性，就象使用聚光手電筒照明，這樣有利于集中發(fā)射能量，在接收時能獲得較高的信噪比，也有利于對檢測目標的定位評定。超聲波換能器的指向性與其輻射面尺寸、結構、工作頻率和傳聲介質特性等相關，通?？捎弥赶蛐砸蛩貋矸从吵暡〒Q能器的指向性：

　對于發(fā)射超聲波換能器，所謂指向性因素是指在發(fā)射聲束的主軸線聲壓上，遠離發(fā)射超聲波換能器的某一定點處某頻率的均方聲壓與通過該點和換能器同心的球面上某點同一頻率的均方聲壓之比。對于接收超聲波換能器，則是指沿換能器主軸線傳來某頻率聲波所產生的電動勢平方值與頻率相同、方均根聲壓相同的擴散聲場所產生的電動勢平方值之比。

　　超聲波換能器指向性因素也可以用分貝(dB)表示，這是稱為指向性指數，它等于指向性因素的常用對數乘10。對于發(fā)射換能器，指向性指數也可稱作指向性增益。

超聲波換能器在不同領域的使用要求

　超聲波換能器為了滿足不同行業(yè)各種各樣的要求，往往需要從換能器的材料、形狀、結構組成等方面加以考慮。此外，在檢測條件、對象及環(huán)境的需要下，對超聲波換能器也有相應的特殊要求，如用于高溫、低溫環(huán)境，水下檢測等等。

　　因此，對材料而言，有諸如靈敏度、穩(wěn)定性、老化性等要求，要求機械品質因素低一些，以免頻帶寬度不足導致波形畸變等等。對超聲波換能器的形狀結構直至外殼材料與結構、保護設施等等，也都要考慮技能滿足波型方面的要求，也要滿足檢測對象和使用環(huán)境等具體工作條件的要求。

　　總而言之，隨著超聲波換能器越來越多地被應用于各個領域，對超聲波換能器性能的要求是多種多樣的，因此超聲波換能器的形式和種類也是多種多樣的，而且還在不斷創(chuàng)新與發(fā)展。

超聲波換能器引發(fā)的熱量表問題

　超聲波換能器熱量表的主要技術指標有工作頻帶、發(fā)射電壓靈敏度、接收電壓靈敏度、指向性開角、絕緣電阻、工作頻率點阻抗。這些技術指標參數有些相互影響，在設計時要找到一個l佳平衡點。超聲波換能器引發(fā)的熱量表問題如下：

　　1、波形選擇：發(fā)射波形往往是脈沖波，脈沖波里加載波調制，使換能器盡量選擇諧振波形

　　2、頻率選擇

　　3、同一標準缺失

　　4、失效問題：耐溫性能差、壓力穩(wěn)定性差、抗l疲勞性能差

　　5、可靠性，穩(wěn)定性，一致性：要滿足熱量表系統(tǒng)要求，可以長時間在溫壓下工作，互換性要增加

　　6、檢驗標準：需要建立熱量表換能器的行業(yè)檢驗標準，使實驗和檢驗有標可稽。