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超聲波振動子

超聲波振動子又稱超聲波振子，將換能器與變幅桿連接后的整體叫做振動子。由壓電陶瓷的壓電效應實現電能與機械能（聲波振動）的相互轉換，并通過聲阻抗匹配的前后輻射蓋塊進行放大的器件。 [1] 由于變幅桿是一個無源器件，它本身不產生振動，只是將輸入的振動改變振幅后再傳遞出去，完成了阻抗變換。超聲波換能器在電場激勵下能產生有規律的振動，但是振幅一般在10μm左右，這樣的振幅要直接完成焊接和加工工序是不夠的。因此換能器連接合理設計的變幅桿后，超聲波的振幅可以在很大的范圍內變化，只要材料強度足夠，振幅可以超過100μm。變幅桿在做縱向伸縮振動時，其中間的某橫截面左右兩邊的質點運動方向剛好相反，相當于存在一個相對靜止的節面。這個節面叫做節點，這里也是振動子的較佳固定點，偏離這個節點固定就會降低振動子的工作效率，俗稱漏波。

超聲波換能器

超聲波換能器的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率（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，要解決的技術問題是設計一種作用距離大、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l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l收器由8～16只Cymbal換能器、兩個金屬圓環和橡膠墊圈組成。本發明的作用距離大于35m，頻帶寬度達到10kHz，能檢測高速移動的遠距離目標。

超聲波換能器應用

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來實現電壓輸出的。其輸入部分用正弦電壓信號驅動, 通過逆壓電效應使其產生振動, 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產生電荷,實現壓電體的電能-機械能-電能的兩次變換,在壓電變壓器的諧振頻率下獲得l高輸出電壓。與電磁變壓器相比, 這具有體積小, 質量輕,功率密度高, , 耐擊穿, 耐高溫, 不怕燃燒, 無電磁干擾和電磁噪聲, 且結構簡單、便于制作、易批量生產, 在某些領域成為電磁變壓器的理想替代元件等優點。此類變壓器用于開關轉換器、筆記本電腦等。

超聲波換能器組成方式及結構形式

超聲波換能器是將電能與聲能進行相互轉換的器件，它是決定超l聲儀器性能重要的器件。隨著工程材料學和電子學的發展，超聲波換能器已經成長起來，并廣泛運用于各行各業。

　超聲波換能器由中央壓電陶瓷元件，前后金屬蓋板，預應力螺桿，電極片以及絕緣管組成。這種螺栓緊固型換能器在負荷變化時產生穩定的超聲波，是獲得功率超聲波驅動源的基本l主要的方法。根據不同的設計，超聲波換能器的形狀主要有柱型、喇叭型、柱型中間有節等結構形狀。