超聲波換能器的應(yīng)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(yīng)讓馬達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, 無制動機構(gòu), 無軸承機構(gòu), 這些優(yōu)點有益于裝置的小型化。超聲波馬達廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器、激光、半導(dǎo)體微電子工藝、精密機械與儀器、機器人、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)生的機械起剝落作用, 同時能促進清洗液與污物發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 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(shè)備、電子、汽車、橡膠、印刷、飛機、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)，通常可用指向性因素來反映超聲波換能器的指向性：

　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(chǎn)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(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。

超聲波換能器學(xué)科研究的方向概述

　超聲波換能器也叫超聲波振子，是使用廣泛的能量轉(zhuǎn)換器件之一，作為能把高頻電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機械功率再傳遞出去，而它自身消耗很少的一部分功率，廣泛應(yīng)用于超聲波清洗、焊接、美容、打孔、檢測等領(lǐng)域。

超聲波換能器學(xué)科研究的方向是，研究盡可能滿足工程實用要求的聲波阻抗、脈沖響應(yīng)、頻率響應(yīng)、阻抗匹配、聲學(xué)結(jié)構(gòu)、換能材料及振動模式等特性，并設(shè)計和協(xié)調(diào)這些基本特性，達到電與聲之問的l佳轉(zhuǎn)換，其內(nèi)容涉及到物理，化學(xué)、光學(xué)等多個方面。

超聲波換能器不同結(jié)構(gòu)設(shè)計會有哪些影響因素

　超聲波換能器是將電能轉(zhuǎn)換成機械能的器件，以壓電效應(yīng)實現(xiàn)電能與聲能相互轉(zhuǎn)換的器件，稱為壓電換能器，它由中央壓電陶瓷元件，前后金屬蓋板，預(yù)應(yīng)力螺桿，電極片以及絕緣管組成。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計不同，對它們的形式和性能表現(xiàn)也有很大影響。

超聲波換能器的影響因素，據(jù)超聲波換能器制造商鑫特超聲設(shè)備介紹，其具體來講的話，是有結(jié)構(gòu)、壓電陶瓷、材料匹配及制作工藝等這些。而且，其厚度不同的話，那么，換能器的電參數(shù)，是有明顯差異的。如果其是作為熱表的話，那么在影響因素上，主要是壓電陶瓷材料和制作工藝這兩個。