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磁致伸縮類型

屬于磁致伸縮的有鎳片換能器和鐵氧體換能器。

鐵氧體換能器的電聲轉(zhuǎn)換效率比較低,一般使用一、二年后效率下降,甚至幾乎喪失電聲轉(zhuǎn)換能力。鎳片換能器的工藝復(fù)雜,價格昂貴,所以至今很少使用。

壓電晶體類型

其中最成熟可靠的是以壓電效應(yīng)實現(xiàn)電能與聲能相互轉(zhuǎn)換的器件,稱為壓電換能器.由材料的壓電效應(yīng)將電信號轉(zhuǎn)換為機械振動。這種換能器電聲轉(zhuǎn)換效率高,原材料價格便宜,制作方便,也不容易老化。

常用的材料有石英晶體、鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛。石英晶體的伸縮量太小,3000V電壓才產(chǎn)生0.01um以下的變形。鈦酸鋇的壓電效應(yīng)比石英晶體大20-30倍,但效率和機械強度不如石英晶體。鋯鈦酸鉛具有二者的優(yōu)點,一般可用作超聲波清洗,探傷和小功率超聲波加工的換能器。

這種夾心換能器在負荷變化時產(chǎn)生穩(wěn)定的超聲波,是獲得功率超聲波驅(qū)動源的最基本最主要的方法。

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,可以把個別損壞的振子斷開,不會影響到別的振子正常使用。

3、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,在一般情況下不會出現(xiàn)這種情況。

4、不銹鋼振動面穿孔,一般換能器滿負荷使用10年以后可能會出現(xiàn)振動面穿孔的情況。

5、振子發(fā)出刺耳的鳴響聲,可以檢查振子螺釘處,重新裝配,或是陶瓷片處出現(xiàn)松動、破損也會出現(xiàn)這種情況。

2、熱穩(wěn)定性好。

3、頻率與靜態(tài)電容一致性強。

4、諧振阻抗低。

5、平均壽命長。

6、可用于各種超聲波清洗設(shè)備。

2、超聲波換能器滿負荷使用若干年以后可能會出現(xiàn)振動面穿孔的情況。環(huán)境潮濕或者換能器安裝的工藝處理不當,超聲波清洗機振子容易受潮,這種情況可以用兆歐表檢查與換能器相連接的插頭,其中2腳為超聲波換能器的正極,3腳與換能器的外殼相連,是換能器的負極。檢查2、3腳間的絕緣電阻值就可以判斷基本情況,一般要求絕緣電阻大于30兆歐以上,如果絕緣電阻值小于30兆歐,一般是換能器受潮了,這時候只要把換能器整體放進烘箱,設(shè)定100℃左右,烘烤3小時或者使用電吹風吹至阻值正常為止。

典型機型： 單頻功率可調(diào)式超聲波振板

雙頻切換功率可調(diào)式超聲波振板

三頻切換功率可調(diào)式超聲波振板

超聲發(fā)生器：VT模式超垢發(fā)生器,輸出功率連續(xù)可調(diào)

手動選頻：可獨立選擇單頻清洗,達到最佳清洗效率。

自動切換：三頻或雙頻自動周期性清洗工件,對不同顆粒污物“沖擊”性清洗,達到高潔凈度

適用范圍：半導(dǎo)體硅片、光學玻璃、五金件、鐘表件、眼鏡、珠寶首飾、滌綸過濾芯等

特點： 全不銹鋼結(jié)構(gòu),耐酸耐堿,美觀耐用

超聲波震板與超聲波發(fā)生器分成兩部分,采用高頻線連接方式,便于使用及保養(yǎng)

安裝布置靈活,根據(jù)清洗要求可放置于清洗槽的底面、側(cè)面或頂面。

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)來實現(xiàn)電壓輸出的。其輸入部分用正弦電壓信號驅(qū)動, 通過逆壓電效應(yīng)使其產(chǎn)生振動, 振動波通過輸入和輸出部分的機械耦合到輸出部分, 輸出部分再通過正壓電效應(yīng)產(chǎn)生電荷,實現(xiàn)壓電體的電能-機械能-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, 無電磁干擾和電磁噪聲, 且結(jié)構(gòu)簡單、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。此類變壓器用于開關(guān)轉(zhuǎn)換器、筆記本電腦、氖燈驅(qū)動器等。

超聲波馬達

超聲波馬達是把定子作為換能器, 利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)讓馬達定子處于超聲波頻率的振動, 然后靠定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦力來傳遞能量, 帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。超聲波馬達體積小, 力矩大, 分辨率高, 結(jié)構(gòu)簡單, 直接驅(qū)動, 無制動機構(gòu), 無軸承機構(gòu), 這些優(yōu)點有益于裝置的小型化。超聲波馬達廣泛應(yīng)用于光學儀器、激光、半導(dǎo)體微電子工藝、精密機械與儀器、機器人、醫(yī)學與生物工程領(lǐng)域。

超聲波清洗

超聲波清洗的機理是利用超聲波在清洗液中傳播時的空化、輻射壓、聲流等物理效應(yīng), 對清洗件上的污物產(chǎn)生的機械起剝落作用, 同時能促進清洗液與污物發(fā)生化學反應(yīng), 達到清洗物件的目的。超聲波清洗機所用的頻率根據(jù)清洗物的大小和目的可選用10～500 kHz, 一般多為20～50 kHz。隨著超聲波換能器頻率的增加,可采用郎之萬振子、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和彎曲振動的。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、食品、醫(yī)院和醫(yī)學研究等行業(yè)得到了越來越廣泛的應(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, 通過上焊件把超聲振動能量傳送到焊區(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法焊接的部位。另外, 還節(jié)約了塑料制品昂貴的模具費, 縮短了加工時間, 提高了生產(chǎn)效率, 有經(jīng)濟、快速和可靠等特點。

超聲波加工

把微細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。加工時換能器需在 15～ 40 kHz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深孔的加工。此外, 在普通切削工具上加超聲波換能器振動時, 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)和微機械振動, 將人體表皮下多余的脂肪細胞破碎、乳化后排出體外, 達到減肥、塑形的目的。這是國際上90 年代發(fā)展起來的一項新技術(shù)。意大利的Zocch i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)在國內(nèi)外得以迅速發(fā)展。

超聲波育種

對植物種子進行適當頻率和強度的超聲波照射, 可提高種子的發(fā)芽率, 降低霉爛率, 促進種子的生長, 提高植物生長速度。據(jù)資料介紹, 超聲波可使某些植物種子生長速度提高2～3 倍。

電子血壓計

利用超聲波換能器接收血管的壓力, 當氣囊加壓緊壓血管時, 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; 而當氣囊逐漸泄氣, 超聲波換能器對血管的壓力隨之減小到某一數(shù)值時, 二者的壓力達到平衡, 此時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, 通過放大器發(fā)出指示信號, 給出血壓值。電子血壓計由于取消了聽診器, 可減輕醫(yī)務(wù)人員的勞動強度。

遙測遙控

在有毒、放射性等惡劣環(huán)境中, 人們不能接近工作, 需要遠地控制; 電視機, 電風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, 通過遠地發(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,把聲信號轉(zhuǎn)變成電信號使開關(guān)動作。

交通監(jiān)測

現(xiàn)代交通, 自動監(jiān)測車輛的通行和計數(shù)以便掌握車輛的運行情況是非常必要的。如交通監(jiān)理站安裝一個收發(fā)兼用的超聲波換能器及其附屬設(shè)備, 當車輛通過時就有一個聲脈沖返回, 通過計數(shù)累計可得到日行車輛的數(shù)量。給汽車尾部裝一個收發(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)測噪聲指數(shù)。

測距

超聲波測距裝置又叫聲尺。它是通過收發(fā)兩用的換能器, 測量脈沖時間間隔。聲尺可測10m 以內(nèi)的距離, 精度可達千分之幾。

檢漏及氣體檢測

對于壓力系統(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。對于非壓力系統(tǒng), 可在密閉系統(tǒng)內(nèi)安放一個超聲波源, 然后從密閉系統(tǒng)外部接收。一般未泄漏時測到的信號幅度極小或沒有, 在泄漏處信號幅度有突然增大的趨勢。氣體流量檢測也是化工中的重要手段之一。流量檢測目前有多種放大,如浮子流量計等。但利用超聲波換能器主要優(yōu)點是不妨礙流體的流動。

信息采集

智能機器人要實現(xiàn)在空間自由行走、辨認物體等功能, 不僅要用超聲波換能器測距導(dǎo)盲, 而且要成像辨識。所以, 需要小型的超聲波換能器陣, 以實現(xiàn)多種功能, 這方面將成為一項重要的研究課題, 吸引著眾多的科學家為之奮斗。