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，其中間的某橫截面左右兩邊的質(zhì)點運動方向剛好相反，相當(dāng)于存在一個相對靜止的節(jié)面。這個節(jié)面叫做節(jié)點，這里也是振動子的較佳固定點，偏離這個節(jié)點固定就會降低振動子的工作效率，俗稱漏波。

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。

超聲波換能器自清潔功能的意義

超聲波換能器是為清洗機(jī)和超聲波振動篩提供超聲振動波的主要配件之一，由于超聲波振動篩所篩分物料的特性，往往會在使用一段時間超聲波換能器與篩框連接部存在殘留物料。如不及時清理就會影響換能器的工作于篩分精度。

　超聲波換能器實現(xiàn)自清洗功能的原理是增加一個氣動裝置，該裝置的主要目的是在超聲波振動篩運行過程中氣動裝置同時啟動，氣動裝置與換能器一個水平面上對準(zhǔn)換能器周邊進(jìn)行l氣動清潔(要求氣量適中，氣體中不含水，氣動探頭小巧)。

　　超聲波換能器自清潔功能的優(yōu)勢在于可隨篩機(jī)運行自行開啟，不影響篩分物料特性與沒有二次污染，氣量適中，不影響物料下料速度，確保生產(chǎn)產(chǎn)量。氣動自清潔系統(tǒng)是司新研發(fā)的一套清潔裝置，不僅可用于超聲波振動篩，也可用于其他圓形振動篩分設(shè)備。

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(biāo)的定位評定。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(yuǎn)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?fù)Q能器主軸線傳來某頻率聲波所產(chǎn)生的電動勢平方值與頻率相同、方均根聲壓相同的擴(kuò)散聲場所產(chǎn)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(shù)，它等于指向性因素的常用對數(shù)乘10。對于發(fā)射換能器，指向性指數(shù)也可稱作指向性增益。