超聲換能器是在超聲頻率范圍內將交變的電信號轉換成聲信號或者將聲信號轉換為電信號的能量轉換器件 ,它是超聲設備中的關鍵器件 ,因而無論在換能機理還是工藝設計等方都受到了人們的長期關注.。超聲換能器的種類很多. 按照能量轉換的機理和所用的換能材料 ,可分為壓電換能器、磁致伸縮換能器、靜電換能器 (電容型換能器 ) 、電磁聲換能器、機械型超聲換能器等. 按照換能器的振動模式 ,可分為縱向 (厚度 )振動換能器、剪切振動換能器、扭轉振動換能器、彎曲振動換能器、縱 - 扭復合以及縱 -彎復合振動模式換能器等。換能器可分為兩類,磁致伸縮換能器和電致伸縮換能器。上海換能器直銷
超聲波換能器:一種能把高頻電能轉化為機械能的一種裝置,一般有磁致伸縮式和壓電陶瓷式。電源輸出到超聲波發(fā)生器,再到超聲波換能器,一般還要經過超聲波導出、接收裝置就可以產生超聲波了。 超聲波換能器的組成:包括外殼、匹配層即聲窗、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜,其特征在于它還包括陣列接收工具,它由引出電纜、換能器、金屬圓環(huán)、橡膠墊圈組成。超聲波換能器的原理與作用:超聲波換能器即是諧振于超聲頻率的壓電陶瓷,由材料的壓電效應將電信號轉換為機械振動.超聲波換能器是一種能量轉換器件,它的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率(即超聲波)再傳遞出去,面它自身消耗很少的一部分功率。 超聲波換能器的種類:可分為壓電換能器、夾心換能器、柱型換能器、倒喇叭型換能器等等。上海換能器直銷換能器按組成換能器的壓電元件形狀分為薄板形, 圓片形, 圓環(huán)形, 薄殼球形, 壓電薄膜等。
換能器的三組基本關系式 ,可以對應地作出換能器三種形式的等效圖. 一種是等效機械圖 ,將換能器等效為一個純機械系統(tǒng)的等效圖 ;第二種是把機械一邊的元件和參量 ,通過機電轉換化為電路一邊的元件和參量 ,即把一個換能器等效為一個純電路系統(tǒng) ,稱此為等效電路圖 ;第三種稱為等效機電圖 ,同時包含電路一邊和機械一邊的等效圖. 利用這些等效圖可以簡便地求出換能器的若干重要的性能指標。另外 ,隨著數(shù)值計算技術的發(fā)展以及新型換能器的研發(fā) ,數(shù)值計算方法在換能器的分析中獲得了普遍的應用。
使用超聲波換能器較主要考慮的問題就是與輸入輸出端的匹配,其次是機械安裝和配合尺寸。換能器的頻率相對而言還比較直觀些。該頻率是指用頻率(函數(shù))發(fā)生器,毫伏表,示波器等通過傳輸線路法測得的頻率,或用網(wǎng)絡阻抗分析儀等類似儀表測得的頻率,一般通稱小信號頻率。與它相對應的是上機頻率,即客戶將換能器通過電纜連到機箱上,通電后空載或有載時測得的實際工作頻率。讓換能器和驅動電源、焊接模具良好配合,以形成一臺較完整的超聲波設備,簡稱為匹配。由于匹配對整機性能的影響是決定性的,無論怎樣強調匹配的重要性都不為過。匹配較主要考慮的因素是換能器的電容量,其次是換能器的頻率。換能器振子打火,陶瓷材料碎裂,可以用肉眼和兆歐表結合檢查。
壓電陶瓷換能器的優(yōu)點: 1.陶瓷元件大都是具有較大的抗壓強度,中心螺桿給予御用,另一方面在環(huán)境強度發(fā)生變化時增強,換能器的穩(wěn)定性,另一方面確保原件在大功率驅動下取壓縮狀態(tài),從而避免,陶瓷盤帳而造成的破裂,因為陶瓷材料的缺點是可允許的張應力小。 2. 因為中間的集中部分是由一組電極軸在兩端面的軸向極化圓環(huán)上組成,從而能用較大的有效耦合系數(shù)k33. 3. 圓環(huán)的數(shù)目及連接方式都有選擇余地,從而能較寬的阻抗及頻率范圍設計換能器 4. 改變首尾金屬蓋板的材料尺寸,能夠控制換能器的帶寬,前后振速比和有效機電耦合系數(shù)等性能參數(shù)。 換能器按物理特性和使用材料的不同,換能器可分為兩類。上海換能器直銷
換能器的主要性能指標有:工作頻率、頻帶寬度、諧振頻率時的阻抗、指向性和靈敏度等。上海換能器直銷
頻率匹配同樣也非常重要。這首先是因為超聲換能器只能工作在他的諧振頻率點,所以驅動電源、增幅器、焊接模具(工具頭)都應該在這個頻率下工作。一般而言,我們希望這個差別較大不超過±0.1kHz,能小一點就更好。我們強烈建議您配套焊接模具(焊頭)的頻率低于振動子頻率0.1kHz左右(小信號頻率)。也就是說,若原振動子小信號測量的頻率是14.85kHz,則連上模具后再測頻率為14.75kHz較為理想。同時就應考慮到,超聲波換能器接上增幅器和模具頭后,系統(tǒng)的諧振頻率峰會變得很尖銳,也即帶寬很窄,機械品質因數(shù)很大,頻率偏移一點都會造成阻抗很大的增加。表現(xiàn)在驅動電源上就是電源(振幅表電功率)很大或過載保護。若剛好這時是空載調機,則很可能會造成晶片錯位,晶片裂或中心螺桿斷。上海換能器直銷
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