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更新時(shí)間：2023-12-18 07:53:37瀏覽次數(shù)：458次
聯(lián)系我時(shí)，請(qǐng)告知來(lái)自 環(huán)保在線超聲波換能器是一種能量轉(zhuǎn)換的器件，實(shí)現(xiàn)電能、機(jī)械能或聲能從一種形式的能量轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量裝置
超聲波換能器是一種能量轉(zhuǎn)換的器件，實(shí)現(xiàn)電能、機(jī)械能或聲能從一種形式的能量轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量裝置。又稱超音波換能器、有源傳感器。其中較為成熟可靠的是以壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與聲能相互轉(zhuǎn)換的器件，又稱壓電換能器。
超聲波換能器的組成
幾乎所有用于功率超聲的壓電換能器都是郎之萬(wàn)（Langevin）類型的，即，一個(gè)或多個(gè)壓電陶瓷在前驅(qū)動(dòng)器和后驅(qū)動(dòng)器之間進(jìn)行機(jī)械壓縮（預(yù)應(yīng)力）。
超聲波換能器主要由前后驅(qū)動(dòng)器、壓電陶瓷、預(yù)緊螺桿和電極片組成，具體組成詳見下圖。
后驅(qū)動(dòng)器：壓電換能器背面的圓柱形元件，后驅(qū)動(dòng)器緊靠片壓電陶瓷，并通常通過(guò)預(yù)緊螺栓施加預(yù)緊壓力。
前驅(qū)動(dòng)器：將換能器的超聲波能量傳送到變幅桿或工具頭，前驅(qū)動(dòng)器通常還包括用于外殼的安裝法蘭。
壓電陶瓷：壓電陶瓷是換能器的心臟，將超聲波發(fā)生器的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性的機(jī)械振動(dòng)的一種元器件。
預(yù)緊螺桿：單個(gè)堆疊螺栓穿過(guò)前后驅(qū)動(dòng)器和陶瓷片的中心孔。擰緊該螺栓后，陶瓷片將在后驅(qū)動(dòng)器和前驅(qū)動(dòng)器之
間被壓縮，從而對(duì)陶瓷片施加所需的預(yù)應(yīng)力，產(chǎn)生壓電效應(yīng)。
電極圓片：在相鄰壓電陶瓷之間的一種薄型導(dǎo)電圓片，接入驅(qū)動(dòng)換能器所需的正負(fù)極電源。
超聲波換能器的匹配
壓電換能器的匹配問(wèn)題是非常重要的，這關(guān)系到它的工作性能和使用壽命問(wèn)題。
頻率匹配的重要性。因?yàn)槌暡▔弘姄Q能器只能在它的諧振頻率(Fs)點(diǎn)工作，所以平匹超聲波發(fā)生器(驅(qū)動(dòng)電源)、變幅桿和工具頭(模具)時(shí)都應(yīng)該在這個(gè)頻率下工作。一般來(lái)說(shuō)，我們希望它們之間的頻率差別不要超過(guò)±0.1KHz這個(gè)范圍，能更小一點(diǎn)。另外我們強(qiáng)烈建議配套的工具頭(模具)的頻率低于振子(換能器+變幅桿)頻率0.1KHz左右。同時(shí)還考慮到，換能器連上變幅桿和工具頭(模具)后，整體的諧振頻率峰會(huì)變得很尖銳，即帶寬(△f)很窄，機(jī)械品質(zhì)因素(Qm)很大，頻率偏移一點(diǎn)就會(huì)造成阻抗(R1)很大的增加。反應(yīng)在超聲波發(fā)生器上就是電流、電功率、振幅很大或過(guò)載報(bào)警。若剛好是空載調(diào)機(jī)，很可能會(huì)造成換能器陶瓷晶片錯(cuò)位、碎裂或中心預(yù)緊螺栓的斷裂。
頻率匹配和阻抗匹配主要是考慮到超聲波振動(dòng)系統(tǒng)的間隙式工作，負(fù)載變化大，作功時(shí)需要有足夠的功率輸出，空載時(shí)要控制在最小振幅。否則空載功率很大，會(huì)損壞換能器。負(fù)載時(shí)功率上不去，達(dá)不到需要的效果，還是沒用的。
換能器的常見問(wèn)題
在換能器的使用過(guò)程中出現(xiàn)陶瓷晶片開裂或錯(cuò)位、發(fā)熱嚴(yán)重、電極片開裂、電極片打火、輸出無(wú)力、裝配漏波等問(wèn)題，我們認(rèn)為主要有以下兩點(diǎn)原因：
變幅桿、工具頭(模具)裝配問(wèn)題；這是見的，就是變幅桿、工具頭(模具)和換能器組裝匹配時(shí)頻率差值過(guò)大和動(dòng)態(tài)阻抗偏高。此時(shí)客戶就需要根據(jù)小信號(hào)(換能器參數(shù)測(cè)試儀)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整或更換。
發(fā)生器連接匹配問(wèn)題；對(duì)于這種情況，主要是發(fā)生器和換能器的頻率和電容量的不匹配。當(dāng)遇到此類情況，客戶應(yīng)及時(shí)根據(jù)換能器的參數(shù)，調(diào)整發(fā)生器與之對(duì)應(yīng)的相關(guān)電性參數(shù)，進(jìn)行匹配調(diào)試。
壓電換能器的應(yīng)用
超聲波壓電換能器的應(yīng)用十分廣泛，按實(shí)現(xiàn)功能分為超聲波清洗、超聲波焊接、超聲波切割、超聲波檢測(cè)、探測(cè)、檢測(cè)、遙測(cè)等；按性質(zhì)分為功率超聲、檢測(cè)超聲、超聲成像等；按應(yīng)用方向分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、醫(yī)療及軍事等
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