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超聲波振動(dòng)子

超聲波振動(dòng)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(dòng)子。由壓電陶瓷的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能（聲波振動(dòng)）的相互轉(zhuǎn)換，并通過(guò)聲阻抗匹配的前后輻射蓋塊進(jìn)行放大的器件。 [1] 由于變幅桿是一個(gè)無(wú)源器件，它本身不產(chǎn)生振動(dòng)，只是將輸入的振動(dòng)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(chǎng)激勵(lì)下能產(chǎn)生有規(guī)律的振動(dòng)，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(shè)計(jì)的變幅桿后，超聲波的振幅可以在很大的范圍內(nèi)變化，只要材料強(qiáng)度足夠，振幅可以超過(guò)100μm。變幅桿在做縱向伸縮振動(dòng)時(shí)，其中間的某橫截面左右兩邊的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向剛好相反，相當(dāng)于存在一個(gè)相對(duì)靜止的節(jié)面。這個(gè)節(jié)面叫做節(jié)點(diǎn)，這里也是振動(dòng)子的較佳固定點(diǎn)，偏離這個(gè)節(jié)點(diǎn)固定就會(huì)降低振動(dòng)子的工作效率，俗稱漏波。

超聲波定義

　超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多l普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)l防、生物醫(yī)學(xué)等方面。

超聲波換能器應(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(dòng), 通過(guò)上焊件把超聲振動(dòng)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(huì)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(wú)法焊接的部位。另外, 還節(jié)約了塑料制品昂貴的模具費(fèi), 縮短了加工時(shí)間, 提高了生產(chǎn)效率, 有經(jīng)濟(jì)、快速和可靠等特點(diǎn)。

超聲波換能器指向性因素特性介紹

一般情況下，要求所使用的超聲波換能器有尖銳的指向性，就象使用聚光手電筒照明，這樣有利于集中發(fā)射能量，在接收時(shí)能獲得較高的信噪比，也有利于對(duì)檢測(cè)目標(biāo)的定位評(píng)定。超聲波換能器的指向性與其輻射面尺寸、結(jié)構(gòu)、工作頻率和傳聲介質(zhì)特性等相關(guān)，通常可用指向性因素來(lái)反映超聲波換能器的指向性：

　對(duì)于發(fā)射超聲波換能器，所謂指向性因素是指在發(fā)射聲束的主軸線聲壓上，遠(yuǎn)離發(fā)射超聲波換能器的某一定點(diǎn)處某頻率的均方聲壓與通過(guò)該點(diǎn)和換能器同心的球面上某點(diǎn)同一頻率的均方聲壓之比。對(duì)于接收超聲波換能器，則是指沿?fù)Q能器主軸線傳來(lái)某頻率聲波所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)平方值與頻率相同、方均根聲壓相同的擴(kuò)散聲場(chǎng)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)平方值之比。

　　超聲波換能器指向性因素也可以用分貝(dB)表示，這是稱為指向性指數(shù)，它等于指向性因素的常用對(duì)數(shù)乘10。對(duì)于發(fā)射換能器，指向性指數(shù)也可稱作指向性增益。