超聲波振動子

超聲波振動子又稱超聲波振子，將換能器與變幅桿連接后的整體叫做振動子。由壓電陶瓷的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能（聲波振動）的相互轉(zhuǎn)換，并通過聲阻抗匹配的前后輻射蓋塊進(jìn)行放大的器件。 [1] 由于變幅桿是一個(gè)無源器件，它本身不產(chǎn)生振動，只是將輸入的振動改變振幅后再傳遞出去，完成了阻抗變換。超聲波換能器在電場激勵(lì)下能產(chǎn)生有規(guī)律的振動，但是振幅一般在10μm左右，這樣的振幅要直接完成焊接和加工工序是不夠的。因此換能器連接合理設(shè)計(jì)的變幅桿后，超聲波的振幅可以在很大的范圍內(nèi)變化，只要材料強(qiáng)度足夠，振幅可以超過100μm。變幅桿在做縱向伸縮振動時(shí)，其中間的某橫截面左右兩邊的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向剛好相反，相當(dāng)于存在一個(gè)相對靜止的節(jié)面。這個(gè)節(jié)面叫做節(jié)點(diǎn)，這里也是振動子的較佳固定點(diǎn)，偏離這個(gè)節(jié)點(diǎn)固定就會降低振動子的工作效率，俗稱漏波。

超聲波的工作原理

全自動超聲波清洗機(jī)原理主要是將換能器，將功率超聲頻源的聲能，并且要轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動，通過清洗槽壁使之將槽子中的清洗液輻射到超聲波。由于受到輻射的超聲波，使之槽內(nèi)液體中的微氣泡能夠在聲波的作用下從而保持振動。 當(dāng)聲壓或者聲強(qiáng)受到壓力到達(dá)一定程度時(shí)候，氣泡就會迅速膨脹，然后又突然閉合。在這段過程中，氣泡閉合的瞬間產(chǎn)生沖擊波，使氣泡周圍產(chǎn)生1012-1013pa的壓力及局調(diào)溫，這種超聲波空化所產(chǎn)生的巨大壓力能破壞不溶性污物而使他們分化于溶液中，蒸汽型空化對污垢的直接反復(fù)沖擊。

超聲波換能器的應(yīng)用

超聲波馬達(dá)

超聲波馬達(dá)是把定子作為換能器, 利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)讓馬達(dá)定子處于超聲波頻率的振動, 然后靠定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦力來傳遞能量, 帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。超聲波馬達(dá)體積小, 力矩大, 分辨率高, 結(jié)構(gòu)簡單, 直接驅(qū)動, 無制動機(jī)構(gòu), 無軸承機(jī)構(gòu), 這些優(yōu)點(diǎn)有益于裝置的小型化。超聲波馬達(dá)廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器、激光、半導(dǎo)體微電子工藝、精密機(jī)械與儀器、機(jī)器人、醫(yī)學(xué)與生物工程領(lǐng)域。

超聲波清洗

超聲波清洗的機(jī)理是利用超聲波在清洗液中傳播時(shí)的空化、輻射壓、聲流等物理效應(yīng), 對清洗件上的污物產(chǎn)生的機(jī)械起剝落作用, 同時(shí)能促進(jìn)清洗液與污物發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 達(dá)到清洗物件的目的。超聲波清洗機(jī)所用的頻率根據(jù)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(nóng)業(yè)、家用設(shè)備、電子、汽車、橡膠、印刷、飛機(jī)、食品、醫(yī)院和醫(yī)學(xué)研究等行業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。