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你真的了解過超聲波換能器的工作原理嗎?

 發布時間:2022-11-10 點擊量:176
  超聲波換能器又叫超聲波振子,也稱超聲波振頭。是一種能量轉換器件,它的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率再傳遞出去,而它自身消耗很少一部分功率。所以,使用換能器主要考慮的問題就是與輸入輸出端的匹配,其次是機械安裝和配合尺寸。
  
  換能器將AC轉換成超聲,也可逆向轉換。通常指的是壓電換能器或電容換能器。壓電換能器作為一種電驅動裝置,通常具有三層結構,即壓電層、背襯層和匹配層。
  
  當施加電壓時,壓電晶體可以改變尺寸和形狀;AC電壓使它們在同樣的頻率下振蕩并產生超聲波。電容換能器使用導電隔膜和背板間的靜電場。
  
  當施加外力時,壓電材料可以產生電壓,所以壓電材料也可作為超聲探測器。一些系統分別使用發射器和接收器,而其他也可將兩個功能結合到單個壓電收發器上。
  
  超聲波換能器在合適的電場激勵下能發生有規律的振動,其振幅一般10μm左右,這樣的振幅要直接完成焊接和加工工序是不夠的。連上通過合理設計的變幅桿后,超聲波的振幅可以在很大的范圍內變化,只要材料強度足夠,振幅可以超過100μm。
  
  因加工方式和要求不同,換能器的工作方式大致可分為連續工作(如花邊機,CD機,清洗機,拉鏈機)和脈沖工作(如塑料焊機),不同的工作方式對換能器的要求是不同的。
  
  一般而言,連續式工作幾乎沒有停頓時間,但工作電流不是很大,脈沖工作是間歇的,有停頓,但瞬間電流很大。平均而言,二種狀態的功率都是很大的。
  
  超聲波換能器也可以使用非壓電原理。例如:磁致伸縮。具有這種性質的材料暴露于磁場時會產生微小形變,可制成實用的換能器。
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