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超声波换能器概述

超声波换能器概述


超声波换能器部分主要由三部分组成:换能器、增幅器(又称二级杆、变幅杆)、焊头(又称焊模)。

换能器(TRANSDUCER):换能器的作用是将电信号转换成机械振动信号。将电信号转换成机械振动信号有两种物理效应可以应用。A:磁致伸缩效应,B:压电效应的反效应。磁致伸缩效应在早期的超声波应用中较常使用,其优点是可做的功率容量大;缺点是转化效率低,制作难度大,难以适用于大批量工业生产。自从朗之万压电陶瓷换能器的发明,使压电效应反效应的应用得以广泛采纳。压电陶瓷换能器具有转换效率高、适合大批量生产等优点,缺点是制作的功率容量偏小。现有的超声波机器一般都采用压电陶瓷换能器。压电陶瓷换能器是用两个金属的前后负载块将压电陶瓷夹在中间,通过螺杆紧密连接而制成的,通常的换能器输出的振幅为10μm左右。

焊头(HORN):焊头的作用是对于特定的塑料件制作,符合塑料件的形状、加工范围等要求。

换能器、增幅器、焊头均设计为所工作的超声频率的半波长,所以它们的尺寸和形状均要经过特别的设计,任何的改动均可能导致频率、加工效果的改变,它们需要进行专业制作。根据所采用的材料不同,尺寸也会有所不同。适合做超声波的换能器、变幅杆和焊头的材料有:钛合金、铝合金、合金钢等。由于超声波是不停地以20kHz左右高频振动的,所以对材料的要求非常高,并不是普通的材料所能承受的。



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