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超聲波換能器
閱讀�13200�(shí)間:2011-02-14 16:16:04

  超聲�換能�是將電能與聲能�(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的器件,它是決定超聲儀器性能最基本、最重要的器�。隨著工程材料學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展,超聲波換能器已經(jīng)成長(zhǎng)起來(lái),并�(duì)�(yīng)用工程作出巨大的貢獻(xiàn)�

特點(diǎn)

  � 性能高:�(jī)械Q值高,電聲轉(zhuǎn)換效率高�(dá)90%以上�

  � 振幅大:震子震速高,與磁致伸縮換能器相比震幅提�50%以上�

  � 耐熱性:采用�(yōu)�(zhì)材料,耐熱性好,諧振阻抗低,發(fā)熱量小�

  � �(jié)�(gòu)�(qiáng):采用優(yōu)�(zhì)�(biāo)�(zhǔn)鋼號(hào)螺栓緊固,可靠性高�

  � 電器參數(shù):獨(dú)特生�(chǎn)工藝,數(shù)字化�(shè)備加工組裝,參數(shù)性能�,一致性好�

�(jié)�(gòu)

  超聲波換能器由中央壓電陶瓷元件,前后金屬蓋板,預(yù)�(yīng)力螺桿,電極片以及絕緣管組成。這種夾心換能�(亦稱:螺栓緊固型換能�)在負(fù)荷變化時(shí)�(chǎn)生穩(wěn)定的超聲波,是獲得功率超聲波�(qū)�(dòng)源的最基本最主要的方��

  根據(jù)不同的設(shè)�(jì),超聲波換能器的形狀主要有柱�(前后金屬蓋板直徑相同)、喇叭型(前蓋板直徑通過(guò)弧型�(guò)度縮�)、柱型中間有節(jié)等結(jié)�(gòu)形狀�

相關(guān)理論

  壓電效應(yīng)

  某些單晶材料的結(jié)�(gòu)具有非對(duì)稱特�,當(dāng)這些材料受到外加�(yīng)力作用而產(chǎn)生應(yīng)變時(shí),其�(nèi)部晶格結(jié)�(gòu)的變化(形變)會(huì)破壞原來(lái)宏觀表現(xiàn)為電中性的狀�(tài),產(chǎn)生極化電�(chǎng)(電極化�,所�(chǎn)生的電場(chǎng)(電極化�(qiáng)度)與應(yīng)變的大小成正比。這種�(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng),它是由居里兄弟�1880年發(fā)�(xiàn)�。隨�,在1881年又�(jìn)一步發(fā)�(xiàn)這類單晶材料還具有逆壓電效�(yīng),即具有正壓電效�(yīng)的材料在受到外加電場(chǎng)作用�(shí),會(huì)有應(yīng)力和�(yīng)變產(chǎn)生,其應(yīng)變與外電�(chǎng)的大小成正比�

  壓電效應(yīng)是晶體結(jié)�(gòu)的一�(gè)特性,它與晶體�(jié)�(gòu)的非�(duì)稱性有�(guān),而壓電效�(yīng)的大小及性質(zhì)則與施加的應(yīng)力或電場(chǎng)�(duì)晶體�(jié)晶軸的相�(duì)方向有關(guān)�

  具有壓電效應(yīng)的單晶材料種類很多,最常用的如天然石英(SiO2)晶�,以及人工單晶材料如硫酸鋰(Li2SO4�、鈮酸鋰(LiNbO3)等��

  電致伸縮效應(yīng)

  某些多晶材料中存在有自發(fā)形成的分子集�(tuán),即所謂“電疇”,它具有一定的極化,并且沿極化方向的長(zhǎng)度往往與其他方向的�(zhǎng)度不�。當(dāng)有外加電�(chǎng)作用�(shí),電疇會(huì)�(fā)生轉(zhuǎn)�(dòng),使其極化方向與外加電場(chǎng)方向趨于一�,從而使該材料沿外加電場(chǎng)方向的長(zhǎng)度將�(fā)生變化,表現(xiàn)為彈性應(yīng)�。這種�(xiàn)象稱為電致伸縮效�(yīng)�

  電致伸縮效應(yīng)也有逆效�(yīng),即具有電致伸縮效應(yīng)的多晶材料在�(jīng)受外加應(yīng)力產(chǎn)生應(yīng)變時(shí),其總的極化�(qiáng)度將�(huì)�(fā)生變�,即表現(xiàn)為電極化(產(chǎn)生電�(chǎng))�

  因此,電致伸縮效�(yīng)可以�(shuō)與電極化�(xiàn)象有�(guān)(自極化��

常見(jiàn)�(wèn)�

  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�5兆歐以上。如果達(dá)不到這�(gè)絕緣電阻�,一般是換能器受�,可以把換能器整體(不包括噴塑外殼)放�(jìn)烘箱�(shè)�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��

  2、換能器振子打火,陶瓷材料碎�,可以用肉眼和兆歐表�(jié)合檢查,一般作為應(yīng)急處理的措施,可以把�(gè)別損壞的振子斷開(kāi),不�(huì)影響到別的振子正常使用�

  3、振子脫�,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�(huì)出現(xiàn)這種情況�

  4、不銹鋼振動(dòng)面穿�,一般換能器滿負(fù)荷使�10年可能會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)面穿孔的情況

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