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(dòng), 然后靠定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦力來傳遞能量, 帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。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(dòng), 無制動(dòng)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(duì)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(dòng)和彎曲振動(dòng)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)，通常可用指向性因素來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能器主軸線傳來某頻率聲波所產(chǎn)生的電動(dòng)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(dòng)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(duì)數(shù)乘10。對(duì)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(jī)械能的裝置，將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)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(shí)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(dòng)模式等特性，并設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)這些基本特性，達(dá)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(gè)方面。

超聲波換能器不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)有哪些影響因素

　超聲波換能器是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的器件，以壓電效應(yīng)實(shí)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(jì)不同，對(duì)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(gè)。