超声波换能器,安徽超声波换能器系统适用范围

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，而自身消耗很少的一部分功率。

超声波换能器，要解决的技术问题是设计一种作用距离大、频带宽的超声波换能器。

换能器由外壳、匹配层、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆和Cymbal阵列接收器组成。压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成，Cymbal阵列接收器由8～16只Cymbal换能器、两个金属圆环和橡胶垫圈组成。本发明的作用距离大于35m，频带宽度达到10kHz，能检测高速移动的远距离目标。

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。

使用超声波换能器主要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。换能器的频率相对而言还比较直观些。该频率是指用频率（函数）发生器，毫伏表，示波器等通过传输线路法测得的频率，或用网络阻抗分析仪等类似仪表测得的频率。一般通称小信号频率。与它相对应的是上机频率，即客户将换能器通过电缆连到机箱上，通电后空载或有载时测得的实际工作频率。因客户匹配电路各不相同，同样的换能器在不同的驱动电源（电箱）表现出来的频率是不同的，这样的频率不能作为交流讨论的依据。

压电陶瓷超声波换能器工作原理：压电技术采用锆钛酸铅制成的具有特殊电性能的晶体。在换能器中，这种晶体材料在相对表面附着两根电线。然后将晶体和接线组装在两个金属片之间的外壳中。当电流流过接线并进入晶体时，晶体会迅速改变形状并膨胀。当电流停止时，晶体回到原来的形状。利用该技术的超声波换能器通过晶体的电流快速循环设定的频率，从而产生共振效果。

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。