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,而它自身消耗掉很少的一部分功率(小于10%)。所以,使用超声波换能器 应考虑的问题就是与输入输出端的匹配,其次是机械安装和配合尺寸。
超声波换能器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,要解决的技术问题是设计一种作用距离大、频带宽的超声波换能器。
换能器由外壳、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。本发明的作用距离大于35m,频带宽度达到10kHz,能检测高速移动的远距离目标。
超声波换能器的应用十分广泛,它按应用的行业分为工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等。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。
超声波清洗的机理是利用超声波在清洗液中传播时的空化、辐射压、声流等物理效应, 对清洗件上的污物产生的机械起剥落作用, 同时能促进清洗液与污物发生化学反应, 达到清洗物件的目的。超声波清洗机所用的频率根据清洗物的大小和目的可选用10~500 kHz, 一般多为20~50 kHz。随着超声波换能器频率的增加,可采用郎之万振子、纵向振子、厚度振子等。在小型化方面, 也有采用圆片振子的径向振动和弯曲振动的。超声波清洗在各种工业、农业、家用设备、电子、汽车、橡胶、印刷、飞机、食品、医院和医学研究等行业得到了越来越广泛的应用。
中间夹铝片型
主要适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。
超声波换能器在合适的电场激励下能发生有规律的振动,其振幅一般10μm左右,这样的振幅要直接完成焊接和加工工序是不够的。连上通过合理设计的变幅杆后,超声波的振幅可以在很大的范围内变化,只要材料强度足够,振幅可以超过100μm。
因加工方式和要求不同,换能器的工作方式大致可分为连续工作(如花边机,CD机,清洗机,拉链机)和脉冲工作(如塑料焊机),不同的工作方式对换能器的要求是不同的。一般而言,连续式工作几乎没有停顿时间,但工作电流不是很大,脉冲工作是间歇的,有停顿,但瞬间电流很大。平均而言,二种状态的功率都是很大的。
使用超声波换能器主要考虑的问题就是与输入输出端的匹配,其次是机械安装和配合尺寸。换能器的频率相对而言还比较直观些。该频率是指用频率(函数)发生器,毫伏表,示波器等通过传输线路法测得的频率,或用网络阻抗分析仪等类似仪表测得的频率。一般通称小信号频率。与它相对应的是上机频率,即客户将换能器通过电缆连到机箱上,通电后空载或有载时测得的实际工作频率。因客户匹配电路各不相同,同样的换能器在不同的驱动电源(电箱)表现出来的频率是不同的,这样的频率不能作为交流讨论的依据。
超声波传感器工作原理:超声波传感器是利用超声波特性开发的传感器。超声波是一种振动频率声波的机械波,而超声波传感器一般有两种形式:磁膨胀和压电陶瓷。
磁致伸缩超声传感器的工作原理:富铁金属在磁场作用下膨胀收缩。用这种方法将富含铁的金属芯包裹在铜线中。然后将零件包含在罐中。当电流通过铜线时,金属芯会膨胀并增加。像压电传感器一样,设定频率的电流会产生谐振效果。
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