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(yīng)實現(xiàn)電能與機械能（聲波振動）的相互轉(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)生有規(guī)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(shè)計的變幅桿后，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(zhì)點運動方向剛好相反，相當(dāng)于存在一個相對靜止的節(jié)面。這個節(jié)面叫做節(jié)點，這里也是振動子的較佳固定點，偏離這個節(jié)點固定就會降低振動子的工作效率，俗稱漏波。

超聲波定義

　超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、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。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多l普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國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, 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，在接收時能獲得較高的信噪比，也有利于對檢測目標的定位評定。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?？捎弥赶蛐砸蛩貋矸从吵暡〒Q能器的指向性：

　對于發(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，遠離發(fā)射超聲波換能器的某一定點處某頻率的均方聲壓與通過該點和換能器同心的球面上某點同一頻率的均方聲壓之比。對于接收超聲波換能器，則是指沿換能器主軸線傳來某頻率聲波所產(chǎn)生的電動勢平方值與頻率相同、方均根聲壓相同的擴散聲場所產(chǎn)生的電動勢平方值之比。

　　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數(shù)乘10。對于發(fā)射換能器，指向性指數(shù)也可稱作指向性增益。