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(chǎn)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(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。

換能器在清洗槽中的分布及粘結問題

     換能器在清洗槽目前有些超聲清洗機，粘在清洗槽底或壁上的換能器分布過密，一個緊挨一個的排列．輸入換能器的功率強度達到每平方厘米2-3瓦，這樣高的強度一方面會加快不銹鋼板表面(與清洗液接觸的表面)的空化腐蝕，縮短使用壽命，另一方面由于聲強過高。會在鋼板表面附近產(chǎn)生大量較大的氣泡，增加聲傳播損失，在遠離換能器的地方削弱清洗作用。一般選用功率強度每平方厘米低于1.5瓦為宜(按粘有換能器的鋼板面積計算)。如果清洗槽較深，除槽底粘有換能器外， 在槽壁上也應考慮粘結換能器，或者只粘于槽體兩邊。

 判斷粘結質量的方法之一，是在清洗槽裝水并開機工作一段時間后，測量換能器的溫升。如果在眾多的換能器中某個換能器溫升特別快，則表明該換能器可能粘結不好．因為此時聲輻射不好，電能量大部分消耗在換能器上而發(fā)熱。另一個方法是在小信號條件下逐個測量 換能器的電阻抗大小來判別粘結質量。

     目前在超聲波清洗機的性能方面還存在一些模糊的認識：認為功率越大，換能器數(shù)目越多．其性能越好，價值越高，甚至以此論價．這種認識是不全l面的． 如上述，換能器布得過密，功率密度過大，不但清洗效果不好，而且槽底易空化腐蝕．另一方面， 目前超聲波清洗機商品所標的功率大多是聲功率而不是電功率，如果所標是指消耗工頻功率，則超聲波清洗機質量的優(yōu)劣應該由效率來判斷。如果效率低，在同樣清洗效果時則耗電大，反而增加了用戶的費用。超聲清洗機的效率包括兩部分．一是超聲頻電源的效率．即輸入換能器的 高頻電功率與消耗工頻電功率之百分比；另一部分是電聲轉換效率，即進入清洗液中的聲功率與輸入換能器的電功率之百分比．目前我國在工業(yè)生產(chǎn)中還沒有一種簡便的方法和設備來測量電聲轉換效率。各廠家所標的超聲波清洗機的功率是含糊不清的，亟需有行業(yè)的統(tǒng)一標準．

1、超聲波振子特點：

（1）：機械Q值高，轉換，品質優(yōu)良；

（2）超聲波振子換能器，振幅大，性能優(yōu)越；

（3）超聲波振子換能器，耐熱性：壓電陶瓷材料耐熱性好，可擴大使用溫度范圍，同時Q值高，諧振阻抗小，發(fā)熱量?。?

（4）超聲波振子換能器 產(chǎn)品外觀整潔，無銹蝕，無明顯凹陷和劃痕。

2、超聲波振子排布的原則：

 （1）清洗不同的產(chǎn)品排布有不同的要求，比如產(chǎn)品的油污程度，清洗難易程度，清洗要求的高低，清洗工藝的設計，都要求有針對性的選擇。

 （2）振子排布不是越多越密越好，恰當合適的才是l好的。

3、超聲波振子簡介：

 超聲波振子，也稱為超聲波振頭，超聲波震動頭，是超聲波換能器的一種，是超聲波清洗機的核心部件。行業(yè)標準名：超聲波換能器，屬于壓電陶瓷材料,超聲波清洗機主要配件之一。從功率上分,單個超聲波振頭為60W、100W。頻率分別有：20KHZ、25KHZ、28KHZ、40KHZ、68KHZ、80KHZ、100KHZ、或更高；從形狀上區(qū)別有：直柱形、喇叭形等。