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什么是超声波换能器
声波换能器是一种能把高频电能转化为机械能的装置。超声波换能器是一种能量转换器件,它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。
超声波换能器一般有磁致伸缩换能器和压电晶体换能器两类。
磁致伸缩类型:
属于磁致伸缩的有镍片换能器和铁氧体换能器。
铁氧体换能器的电声转换效率比较低,一般使用一、二年后效率下降,甚至几乎丧失电声转换能力。镍片换能器的工艺复杂,价格昂贵,所以至今很少使用。
压电晶体类型:
其中成熟可靠的是以压电效应实现电能与声能相互转换的器件,称为压电换能器.由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。这种换能器电声转换效率很高,原材料价格便宜,制作方便,也不容易老化。
超声波换能器的阻抗变换
超声电源一般采用开关型式,其输出阻抗在开关开启和闭合时不一致,因此传统的线性电路的阻抗匹配电源内阻与负载阻抗相等这一概念不适用。这里的匹配是指超声换能器和传输线之间的匹配,利用匹配电路使超声换能器的阻抗等于传输线的特性阻抗,使反射功率很小,换能器得到的有用功率很大。
2、调谐
压电换能器一般工作在谐振状态下,而处于谐振状态的超声换能器一般对外呈现容性,必须通过感性元件对其进行补偿,这一过程即称为调谐。
3、滤波
开关型超声电源的输出信号中含有很多谐波分量,而超声换能器一般工作在特定频率下,因而匹配电路还必须具有滤波的功能,以消除无效的频率成分,主要是通过电感和电容的串联组合来实现。
超声波换能器的类型有哪些?
超声波换能器是一类能量转换器件,它的功效是把输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出来,而其本身耗费非常少一部分功率(小于10%)。因此,采用超声波换能器首要考虑的问题也是和输入输出端的匹配,然后是机械安装和装配尺寸。
超声波换能器分类:
1、柱型
2、倒喇叭型
3、钢后盖型
4、正中间夹铝片型
一般用于超声波塑料焊接机、超声波切割刀、超声波金属焊接机,超声波清洗机,超声波声化学设备等。
超声波换能器在适宜的电场激励下能出现周期性的振动,其振幅通常10μm上下,这样子的振幅要立即实现焊接和加工工序还远远不够。连接根据合理设计的变幅杆后,超声波的振幅能够在非常大的范畴以内变化,只需材料强度充足,振幅能够超出100μm。
不一样频率超声波换能器的应用情况介绍
超声波换能器频率与波长成反比,波长大小与空泡直径大小相关(严格意义说,是频率低成核的时间比较长所导致的),而空泡直径与其爆开压力成正比。通常频率越大,波长小,空泡直径小,爆开压力低,但空泡密度高,透水性好。根据以上原理:
1).被清洁物污渍过重或比较难被清洁,且爆开冲击对所清洁物表层伤害不大时,应选用低频系列产品换能器。常见领域有:磁性行业、汽保行业、纺织行业等。留意,此系列的噪声比较大,建议做隔音降噪处理。
2).被清洁物污渍稍重或清洁难度系数适度,且爆开冲击对所清洁物表层伤害不大时,应选用中频系列产品换能器。此系列产品应用领域范围广,常见的就是:机械制造业、电镀行业、餐饮行业等。
3).被清洁物污渍较轻、易于清洁,或者对爆开冲击对所清洁物表层损害有标准时,应选用中高频系列产品换能器。常见的领域有:精密件、玻璃眼镜、电子元件、线路板等;
4).被清洁物污渍很轻、易于清洁,需要对爆开冲击对所清洁物表层严禁出现任何损害时,应选用高频系列产品换能器。常见的领域有:半导体材料、特殊的高精密件等。