超声波两款常用不同结构超声波换能器介绍!

2019-12-19 11:07:33 djpxh

两款常用不同结构超声波换能器介绍!

超声波是通过换能器将高频电能转换为高频声波的机械振动的。所以换能器相当于超声波机的心脏功能,换能器的特性取决与选材和制作工艺,同样尺寸外形的换能器的性能和使用寿命是千差万别的。

常用的超声波换能器主要有两种,夹心式换能器与圆片式换能器,均采用压电效应实现电能与声能相互转换,也称为压电换能器,压电元件形状分为薄板形, 圆片形, 圆环形, 圆 管形, 圆棒形, 薄壳球形, 压电薄膜等。按振动模式分为伸缩振动, 弯曲振动, 扭转振动等;按伸缩振动的 方向分为厚度, 切向, 纵向, 径向等;

1、夹心式换能器:此换能器为伸缩式振动,为获得较高的纵向振动电声效率,常采用夹心式压电换能器结构,在前后二个金属块之间夹压电陶瓷片,通过中心孔用螺钉固定,采用这种结构是考虑到压电陶瓷体抗拉强度较差,通过金属块给压电陶瓷体施加足够的预应力,这样换能器大频率振动时,压电效应始终处于受压缩的周期变化之中,确保压电体不破裂,从而最大限度的发挥换能的功能。对于不同的使用对象,前后金属块可设计成不同的形状。为便于高压绝缘,常用的夹心式换能器多采用两个压电片并联结构。                   2、圆片式换能器:这种换能器结构简单,机电转换效率高。为了防止电极磨损和液体对电极的腐蚀,可在圆片辐射面上加一透声板。圆片式换能器有窄带和宽带两种。窄带圆片式晶体一般采用实心致密PZT压电陶瓷材料,以厚度模式振动,工作在晶片的基频或谐频上。如果制备压电陶瓷分三层:PZT粉末、PZT-PMM、PZT粉末(PMM指聚甲基丙烯酸甲酯树脂),则每层按所需厚度装料.一次压制而成夹心陶瓷坯体,然后排塑.烧结(1260℃).烧渗银电极后于较高温度下极化.复合夹心陶瓷尚需在真空下往气孔中渗人硅橡胶和聚氮酸橡胶。这种复合体在微观结构上是随机不均匀的,但在宏观上具有随机均匀的物理特性,所以是一种良好的宽带压电换能器。

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