超聲波振動(dòng)子

超聲波振動(dòng)子又稱(chēng)超聲波振子，將換能器與變幅桿連接后的整體叫做振動(dòng)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(dòng)）的相互轉(zhuǎn)換，并通過(guò)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(wú)源器件，它本身不產(chǎn)生振動(dòng)，只是將輸入的振動(dòng)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(chǎng)激勵(lì)下能產(chǎn)生有規(guī)律的振動(dòng)，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(guò)100μm。變幅桿在做縱向伸縮振動(dòng)時(shí)，其中間的某橫截面左右兩邊的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向剛好相反，相當(dāng)于存在一個(gè)相對(duì)靜止的節(jié)面。這個(gè)節(jié)面叫做節(jié)點(diǎn)，這里也是振動(dòng)子的較佳固定點(diǎn)，偏離這個(gè)節(jié)點(diǎn)固定就會(huì)降低振動(dòng)子的工作效率，俗稱(chēng)漏波。

常見(jiàn)問(wèn)題

1、超聲波振子受潮，可以用兆歐表檢查與換能器相連接的插頭，檢查絕緣電阻值就可以判斷基本情況，一般要求絕緣電阻大于5兆歐以上。如果達(dá)不到這個(gè)絕緣電阻值，一般是換能器受潮，可以把換能器整體（不包括噴塑外殼）放進(jìn)烘箱設(shè)定100℃ 左右烘干3小時(shí)或者使用電吹風(fēng)去潮至阻值正常為止。2、換能器振子打火，陶瓷材料碎裂，可以用肉眼和兆歐表結(jié)合檢查，一般作為應(yīng)急處理的措施，可以把個(gè)別損壞的振子斷開(kāi)，不會(huì)影響到別的振子正常使用。振子脫膠，我們的換能器是采用膠結(jié)，螺釘緊固雙重保證工藝，在一般情況下不會(huì)出現(xiàn)這種情況。不銹鋼振動(dòng)面穿孔，一般換能器滿負(fù)荷使用10年可能會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)面穿孔的情況。

超聲波換能器的工作原理(1) 超聲波換能器:一種能把高頻電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種裝置，一般有磁致伸縮式和壓電陶瓷式。電源輸出到超聲波發(fā)生器，再到超聲波換能器，一般還要經(jīng)過(guò)超聲波導(dǎo)出、接收裝置就可以產(chǎn)生超聲波了。

(2) 超聲波換能器的組成:包括外殼、匹配層即聲窗、壓電陶瓷圓盤(pán)換能器、背襯、引出電纜，其特征在于它還包括陣列接l收器，它由引出電纜、換能器、金屬圓環(huán)、橡膠墊圈組成。

(3) 超聲波換能器的原理與作用:超聲波換能器即是諧振于超聲頻率的壓電陶瓷，由材料的壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng).超聲波換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率(即超聲波)再傳遞出去，面它自身消耗很少的一部分功率。 超聲波換能器的種類(lèi):可分為壓電換能器、夾心換能器、柱型換能器、倒喇叭型換能器等等。

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(shí)能獲得較高的信噪比，也有利于對(duì)檢測(cè)目標(biāo)的定位評(píng)定。超聲波換能器的指向性與其輻射面尺寸、結(jié)構(gòu)、工作頻率和傳聲介質(zhì)特性等相關(guān)，通?？捎弥赶蛐砸蛩貋?lái)反映超聲波換能器的指向性：

　對(duì)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(yuǎn)離發(fā)射超聲波換能器的某一定點(diǎn)處某頻率的均方聲壓與通過(guò)該點(diǎn)和換能器同心的球面上某點(diǎn)同一頻率的均方聲壓之比。對(duì)于接收超聲波換能器，則是指沿?fù)Q能器主軸線傳來(lái)某頻率聲波所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)平方值與頻率相同、方均根聲壓相同的擴(kuò)散聲場(chǎng)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)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(chēng)為指向性指數(shù)，它等于指向性因素的常用對(duì)數(shù)乘10。對(duì)于發(fā)射換能器，指向性指數(shù)也可稱(chēng)作指向性增益。