超声波换能器,超声波换能器的特点,结构,相关理论,常见问题
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超声波换能器,超声波换能器的特点,结构,相关理论,常见问题  2011/10/3

目录

  • 超声波换能器的特点
  • 超声波换能器的结构
  • 超声波换能器的相关理论
  • 超声波换能器的常见问题
超声波换能器

超声波换能器的特点

  •   ◆ 性能高:机械Q值高,电声转换效率高达90%以上。

      ◆ 振幅大:震子震速高,与磁致伸缩换能器相比震幅提高50%以上。

      ◆ 耐热性:采用优质材料,耐热性好,谐振阻抗低,发热量小。

      ◆ 结构强:采用优质标准钢号螺栓紧固,可靠性高。

      ◆ 电器参数:独特生产工艺,数字化设备加工组装,参数性能高,一致性好。

超声波换能器的结构

  •   超声波换能器由中央压电陶瓷元件,前后金属盖板,预应力螺杆,电极片以及绝缘管组成。这种夹心换能器(亦称:螺栓紧固型换能器)在负荷变化时产生稳定的超声波,是获得功率超声波驱动源的最基本最主要的方法。

      根据不同的设计,超声波换能器的形状主要有柱型(前后金属盖板直径相同)、喇叭型(前盖板直径通过弧型过度缩小)、柱型中间有节等结构形状。

超声波换能器的相关理论

  •   压电效应

      某些单晶材料的结构具有非对称特性,当这些材料受到外加应力作用而产生应变时,其内部晶格结构的变化(形变)会破坏原来宏观表现为电中性的状态,产生极化电场(电极化),所产生的电场(电极化强度)与应变的大小成正比。这种现象称为正压电效应,它是由居里兄弟于1880年发现的。随后,在1881年又进一步发现这类单晶材料还具有逆压电效应,即具有正压电效应的材料在受到外加电场作用时,会有应力和应变产生,其应变与外电场的大小成正比。

      压电效应是晶体结构的一个特性,它与晶体结构的非对称性有关,而压电效应的大小及性质则与施加的应力或电场对晶体结晶轴的相对方向有关。

      具有压电效应的单晶材料种类很多,最常用的如天然石英(SiO2)晶体,以及人工单晶材料如硫酸锂(Li2SO4)、铌酸锂(LiNbO3)等等。

      电致伸缩效应

      某些多晶材料中存在有自发形成的分子集团,即所谓“电畴”,它具有一定的极化,并且沿极化方向的长度往往与其他方向的长度不同。当有外加电场作用时,电畴会发生转动,使其极化方向与外加电场方向趋于一致,从而使该材料沿外加电场方向的长度将发生变化,表现为弹性应变。这种现象称为电致伸缩效应。

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