超聲波換能器

超聲波換能器能量轉(zhuǎn)換器件01基本資料應(yīng)用常見問(wèn)題目錄0302基本信息超聲波換能器的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率（即超聲波）再傳遞出去，而自身消耗很少的一部分功率。超聲波換能器，要解決的技術(shù)問(wèn)題是設(shè)計(jì)一種作用距離大、頻帶寬的超聲波換能器。換能器由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接收器組成。壓電陶瓷圓盤換能器采用厚度方向極化的PZT-5壓電材料制成，Cymbal陣列接收器由8～16只Cymbal換能器、兩個(gè)金屬圓環(huán)和橡膠墊圈組成。本發(fā)明的作用距離大于35m，頻帶寬度達(dá)到10kHz，能檢測(cè)高速移動(dòng)的遠(yuǎn)距離目標(biāo)。基本資料基本資料功能結(jié)構(gòu)超聲波換能器(3張)超聲波換能器，包括外殼(1)、匹配層即聲窗(2)、壓電陶瓷圓盤換能器(3)、背襯(4)、引出電纜(5)，其特征在于它還包括Cymbal陣列接收器，它由引出電纜(6)、8～16只Cymbal換能器(7)、金屬圓環(huán)(8)、(9)和橡膠墊圈(10)組成；Cymbal陣列接收器位于圓盤式壓電換能器3之上；壓電陶瓷圓盤換能器用作基本的超聲波換能器，由它發(fā)射和接收超聲波信號(hào)；Cymbal陣列接收器位于圓盤式壓電換能器之上，作為超聲波接收器，用于接收?qǐng)A盤換能器頻帶之外的多普勒回波信號(hào)。主要適用與超聲波塑料焊接機(jī)、超聲波金屬焊接機(jī)，超聲波清洗機(jī)，氣相機(jī)，三氯機(jī)等常見問(wèn)題常見問(wèn)題1、超聲波振子受潮，可以用兆歐表檢查與換能器相連接的插頭，檢查絕緣電阻值就可以判斷基本情況，一般要求絕緣電阻大于5兆歐以上。如果達(dá)不到這個(gè)絕緣電阻值，一般是換能器受潮，可以把換能器整體（不包括噴塑外殼）放進(jìn)烘箱設(shè)定100℃左右烘干3小時(shí)或者使用電吹風(fēng)去潮至阻值正常為止。2、換能器振子打火，陶瓷材料碎裂，可以用肉眼和兆歐表結(jié)合檢查，一般作為應(yīng)急處理的措施，可以把個(gè)別損壞的振子斷開，不會(huì)影響到別的振子正常使用。振子脫膠，我們的換能器是采用膠結(jié)，螺釘緊固雙重保證工藝，在一般情況下不會(huì)出現(xiàn)這種情況。不銹鋼振動(dòng)面穿孔，一般換能器滿負(fù)荷使用10年可能會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)面穿孔的情況。應(yīng)用壓電陶瓷變壓器超聲波馬達(dá)超聲波清洗超聲波焊接超聲波加工超聲波減肥010302040506應(yīng)用超聲波育種電子血壓計(jì)遙測(cè)遙控交通監(jiān)測(cè)應(yīng)用測(cè)距信息采集檢漏及氣體檢測(cè)應(yīng)用壓電陶瓷變壓器壓電陶瓷變壓器是利用極化后壓電體的壓電效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓輸出的。其輸入部分用正弦電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng),通過(guò)逆壓電效應(yīng)使其產(chǎn)生振動(dòng),振動(dòng)波通過(guò)輸入和輸出部分的機(jī)械耦合到輸出部分,輸出部分再通過(guò)正壓電效應(yīng)產(chǎn)生電荷,實(shí)現(xiàn)壓電體的電能-機(jī)械能-電能的兩次變換,在壓電變壓器的諧振頻率下獲得最高輸出電壓。與電磁變壓器相比,這具有體積小,質(zhì)量輕,功率密度高,效率高,耐擊穿,耐高溫,不怕燃燒,無(wú)電磁干擾和電磁噪聲,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制作、易批量生產(chǎn),在某些領(lǐng)域成為電磁變壓器的理想替代元件等優(yōu)點(diǎn)。此類變壓器用于開關(guān)轉(zhuǎn)換器、筆記本電腦、氖燈驅(qū)動(dòng)器等。超聲波馬達(dá)超聲波馬達(dá)是把定子作為換能器,利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)讓馬達(dá)定子處于超聲波頻率的振動(dòng),然后靠定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦力來(lái)傳遞能量,帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。超聲波馬達(dá)體積小,力矩大,分辨率高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,直接驅(qū)動(dòng),無(wú)制動(dòng)機(jī)構(gòu),無(wú)軸承機(jī)構(gòu),這些優(yōu)點(diǎn)有益于裝置的小型化。超聲波馬達(dá)廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器、激光、半導(dǎo)體微電子工藝、精密機(jī)械與儀器、機(jī)器人、醫(yī)學(xué)與生物工程領(lǐng)域。超聲波清洗超聲波清洗的機(jī)理是利用超聲波在清洗液中傳播時(shí)的空化、輻射壓、聲流等物理效應(yīng),對(duì)清洗件上的污物產(chǎn)生的機(jī)械起剝落作用,同時(shí)能促進(jìn)清洗液與污物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),達(dá)到清洗物件的目的。超聲波清洗機(jī)所用的頻率根據(jù)清洗物的大小和目的可選用10～500kHz,一般多為20～50kHz。隨著超聲波換能器頻率的增加,可采用郎之萬(wàn)振子、縱向振子、厚度振子等。在小型化方面,也有采用圓片振子的徑向振動(dòng)和彎曲振動(dòng)的。超聲波清洗在各種工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家用設(shè)備、電子、汽車、橡膠、印刷、飛機(jī)、食品、醫(yī)院和醫(yī)學(xué)研究等行業(yè)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。超聲波焊接超聲波焊接有超聲波金屬焊接和超聲波塑料焊接兩大類。其中超聲波塑料焊接技術(shù)已獲得較為普遍的應(yīng)用。它是利用換能器產(chǎn)生的超聲振動(dòng),通過(guò)上焊件把超聲振動(dòng)能量傳送到焊區(qū)。由于焊區(qū)即兩焊件交界處聲阻大,所以會(huì)產(chǎn)生局部高溫使塑料熔化,在接觸壓力的作用下完成焊接工作。超聲塑料焊接可方便焊接其他焊接法無(wú)法焊接的部位。另外,還節(jié)約了塑料制品昂貴的模具費(fèi),縮短了加工時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率,有經(jīng)濟(jì)、快速和可靠等特點(diǎn)。超聲波加工把微細(xì)磨料隨超聲波加工工具一起以一定靜壓力加在工件上,就能加工出與工具相同的形狀。加工時(shí)換能器需在15～40kHz的頻率下,產(chǎn)生15～40微米的振幅。超聲波工具使工件表面的磨料以相當(dāng)大的沖擊力連續(xù)沖擊,破壞超聲輻射部位,使材料破碎而達(dá)到去除材料的目的。超聲波加工主要應(yīng)用于寶石、玉器、大理石、瑪瑙、硬質(zhì)合金等脆硬材料的加工以及異型孔和細(xì)深孔的加工。此外,在普通切削工具上加超聲波換能器振動(dòng)時(shí),也可起到提高精度和效率的作用。超聲波減肥利用超聲波換能器的空化效應(yīng)和微機(jī)械振動(dòng),將人體表皮下多余的脂肪細(xì)胞破碎、乳化后排出體外,達(dá)到減肥、塑形的目的。這是國(guó)際上90年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。意大利的Zocchi首次將超聲去脂用于床,并獲得成功,為整形、美容開創(chuàng)了先河。超聲去脂技術(shù)在國(guó)內(nèi)外得以迅速發(fā)展。超聲波育種對(duì)植物種子進(jìn)行適當(dāng)頻率和強(qiáng)度的超聲波照射,可提高種子的發(fā)芽率,降低霉?fàn)€率,促進(jìn)種子的生長(zhǎng),提高植物生長(zhǎng)速度。據(jù)資料介紹,超聲波可使某些植物種子生長(zhǎng)速度提高2～3倍。電子血壓計(jì)利用超聲波換能器接收血管的壓力,當(dāng)氣囊加壓緊壓血管時(shí),因外加壓力高于血管舒張壓力,超聲波換能器感受不到血管的壓力;而當(dāng)氣囊逐漸泄氣,超聲波換能器對(duì)血管的壓力隨之減小到某一數(shù)值時(shí),二者的壓力達(dá)到平衡,此時(shí)超聲波換能器就能感受到血管的壓力,該壓力即為心臟的收縮壓,通過(guò)放大器發(fā)出指示信號(hào),給出血壓值。電子血壓計(jì)由于取消了聽診器,可減輕醫(yī)務(wù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。遙測(cè)遙控在有毒、放射性等惡劣環(huán)境中,人們不能接近工作,需要遠(yuǎn)地控制;電視機(jī),電風(fēng)扇以及電燈等電器開關(guān)需要遙控,都可裝上超聲波換能器,通過(guò)遠(yuǎn)地發(fā)射超聲波由裝在需要控制系統(tǒng)上的接收換能器所接收,把聲信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)使開關(guān)動(dòng)作。交通監(jiān)測(cè)現(xiàn)代交通,自動(dòng)監(jiān)測(cè)車輛的通行和計(jì)數(shù)以便掌握車輛的運(yùn)行情況是非常必要的。如交通監(jiān)理站安裝一個(gè)收發(fā)兼用的超聲波換能器及其附屬設(shè)備,當(dāng)車輛通過(guò)時(shí)就有一個(gè)聲脈沖返回,通過(guò)計(jì)數(shù)累計(jì)可得到日行車輛的數(shù)量。給汽車尾部裝一個(gè)收發(fā)兩用的換能器,可防止倒車相撞事故發(fā)生。在公路上安裝接收型壓電超聲波換能器還可以監(jiān)測(cè)噪聲指數(shù)。測(cè)距超聲波測(cè)距裝置又叫聲尺。它是通過(guò)收發(fā)兩用的換能器,測(cè)量脈沖時(shí)間間隔。聲尺可測(cè)10m以內(nèi)的距離,精度可達(dá)千分之幾。檢漏及氣體檢測(cè)對(duì)于壓力系統(tǒng),在泄漏處,由于壓力容器的內(nèi)外壓差造成射流噪聲。這種噪聲頻譜極寬。對(duì)于非壓力系統(tǒng),可在密閉系統(tǒng)內(nèi)安放一個(gè)超聲波源,然后從密閉系統(tǒng)外部接收。一般未泄漏時(shí)測(cè)到的信號(hào)幅度極小或沒(méi)有,在泄漏處信號(hào)幅度有突然增大的趨勢(shì)。氣體流量檢測(cè)也是化工中的重要手段之