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超声波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。
超声波换能器是一种能量转换器件,它的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去,而它自身消耗掉很少的一部分功率(小于10%)。所以,使用超声波换能器 应考虑的问题就是与输入输出端的匹配,其次是机械安装和配合尺寸。
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,根据具体的应用,对换能器的有关参数进行合理的设计。
超声波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。按实现的功能分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等;按工作环境分为液体、气体、生物体等;按性质分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。
超声波清洗的机理是利用超声波在清洗液中传播时的空化、辐射压、声流等物理效应, 对清洗件上的污物产生的机械起剥落作用, 同时能促进清洗液与污物发生化学反应, 达到清洗物件的目的。超声波清洗机所用的频率根据清洗物的大小和目的可选用10~500 kHz, 一般多为20~50 kHz。随着超声波换能器频率的增加,可采用郎之万振子、纵向振子、厚度振子等。在小型化方面, 也有采用圆片振子的径向振动和弯曲振动的。超声波清洗在各种工业、农业、家用设备、电子、汽车、橡胶、印刷、飞机、食品、医院和医学研究等行业得到了越来越广泛的应用。
超声波传感器工作原理:超声波传感器是利用超声波特性开发的传感器。超声波是一种振动频率声波的机械波,而超声波传感器一般有两种形式:磁膨胀和压电陶瓷。
磁致伸缩超声传感器的工作原理:富铁金属在磁场作用下膨胀收缩。用这种方法将富含铁的金属芯包裹在铜线中。然后将零件包含在罐中。当电流通过铜线时,金属芯会膨胀并增加。像压电传感器一样,设定频率的电流会产生谐振效果。
超声波换能器的工作原理
超声波换能器的工作原理主要基于压电效应或磁致伸缩效应。当施加外部电压时,压电陶瓷会产生伸缩变形,从而产生超声波。而磁致伸缩材料则在磁场作用下发生形变,同样可以产生超声波。
如何选择换能器:
1、换能器应具有高输入阻抗和低输出阻抗以避免负载效应。
2、换能器应该对所需信号高度敏感,而对不需要的信号不敏感。
3、换能器应该能够在腐蚀性环境中工作。
4、换能器电路应具有过载保护以承受过载。