大功率超声波换能器超声波配件

换能器是一种能量转换器件,其性能描述和评价需要许多参数. 换能器的特性参数包括共振频率、频带宽度、机电耦合系数、电声效率、机械品质因数、阻抗特性、频率特性、指向性、发射及接收灵敏度等等. 不同用途的换能器对性能参数的要求不同,例如,对于发射型换能器,要求换能器有大的输出功率和高的能量转换效率;而对于接收型换能器,则要求宽的频带和高的灵敏度及分辨率等. 因此,在换能器的具体设计过程中,必须根据具体的应用,对换能器的有关参数进行合理的设计.

为了确定换能器的工作状态,必须求出它的机械振动系统的状态方程式和电路系统状态方程式.换能器机械系统的状态方程式(简称为机械振动方程)是换能器处于工作状态时,描写它的机械振动系统的力和振速的关系式,而电路系统的状态方程式(简称电路状态方程式)是描写电路系统的振动特性的. 由于换能器的机械系统和电路系统是互相耦合的,所以机械系统的振动会影响到电路的平衡,而电路的变化也会影响到机械系统的振动,因此我们总是利用这些方程组分析、讨论换能器的工作特性.

由上述换能器的三组基本关系式,可以对应地作出换能器三种形式的等效图. 种是等效机械图,将换能器等效为一个纯机械系统的等效图;第二种是把机械一边的元件和参量,通过机电转换化为电路一边的元件和参量,即把一个换能器等效为一个纯电路系统,称此为等效电路图;第三种称为等效机电图,同时包含电路一边和机械一边的等效图. 利用这些等效图可以简便地求出换能器的若干重要的性能指标.

换能器应用

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50420直筒振子

超声波是通过换能器将高频电能转换为机械振动。换能器的特性取决与选材和制作工艺，同样尺寸外形的换能器的性能和使用寿命是千差万别的。常用的大功率超声波换能器，应用于超声波塑料焊接机、超声波金属焊接机、各种手持式超声波工具、连续工作的超声波乳化均质器、雾化器、超声波雕刻机等设备。常用的 15KHz 20KHz 28KHz 35KHz 40KHz 55KHz 70KHz等产品 还可以根据客户特殊要求设计制作非标换能器，以满足各种需求。

换能器磁致伸缩

磁致伸缩有镍片换能器和铁氧体换能器。

·             铁氧体换能器的电声转换效率比较低，使用一、二年后效率下降，甚至几乎丧失电声转换能力。

·             镍片换能器的工艺复杂，价格昂贵，所以很少使用。

换能器压电晶体

成熟可靠的是以压电效应实现电能与声能相互转换的器件，称为压电换能器。

压电效应将电信号转换为机械振动。这种换能器电声转换效率高，原材料价格便宜，制作方便，也不容易老化。

常用的材料有石英晶体、钛酸钡和锆钛酸铅。

·             石英晶体的伸缩量太小，3000V电压才产生0.01um以下的变形。

·             钛酸钡的压电效应比石英晶体大20-30倍，但效率和机械强度不如石英晶体。

·             锆钛酸铅具有二者的优点，可用作超声波清洗，探伤和小功率超声波加工的换能器。

压电换能器的应用十分广泛， 它按应用的行业分为工业、 农业、 交通运输、生活、医疗及军事等。

按实现的作用分为超声波加工、 超声波清洗、 超声波探测以及超声波雾化等。