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一文带你读懂超声波换能器的构成、原理、应用

分类:产品资讯 56

超声波换能器,英文名称为Ultrasonic transducer,是一种将高频电能转换为机械能的能量转换器件。主要用于超声波切割设备、超声波雾化喷涂设备、超声波金属熔体处理设备、超声波焊接设备、超声波液体处理的声化学设备及超声波金属疲劳实验设备,换能器的频率通常范围在 20KHz~120KHz 之间。

超声波换能器组成:

超声波换能器由外壳、声窗匹配层、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。而根据不同的设计超声波换能器的形式主要有:柱型(NTK型)、倒喇叭型(必能信型)、钢后盖型、中间夹铝片型。

超声波换能器工作原理:

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,而超声波换能器一般有磁致伸缩式和压电陶瓷两种形式。

压电陶瓷超声波换能器工作原理:压电技术使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的面上附有两条电线。然后将晶体和布线组装在两个金属板之间的外壳中。当电流流过布线并进入晶体时,晶体会迅速改变形状并膨胀。当电流终止时,晶体返回其原始形状。使用该技术的超声换能器以设定的频率快速循环通过晶体的电流,从而产生共振效果。

磁致伸缩超声换能器的工作原理:富铁金属在受到磁场作用时会膨胀和收缩。为了利用这种行为,将富含铁的金属芯包裹在铜线中。然后将该组件包含在一个罐中。当电流通过铜线时,金属芯会膨胀并延长。像压电换能器一样,设定频率的电流会产生谐振效果。

超声波换能器的工作原理

超声波换能器的应用:

按应用的行业分为工业、农业、交通运输、生活、医用及军事等。

按实现的功能分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等;

按工作环境分为液体、气体、生物体等;

按性质分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。

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