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关于超声波换能器的相关知识介绍

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关于超声波换能器的相关知识介绍

2021-12-29 17:35

  关于超声波换能器的相关知识介绍

  自从制作超声波器件以来,为了产生工艺所需的声波,有压电和磁致伸缩两种换能器,这些功能都足以在市场上占有一席之地,但由于每个超声波换能器都有其特点,因此适合于特定的任务,为了了解它们,必须研究其工作方法和各自的特征。

  超声波换能器的工作原理

  压电技术是用锆钛酸铅制作的具有特殊电学性能的晶体,在换能器中,该晶体材料在另一侧的面上有两根电线,然后,将晶体和布线组装到两个金属板之间的壳体上,当电流通过导线进入晶体时,晶体会迅速变形膨胀,电流停止后,晶体恢复原来的形状,使用该技术的超声波换能器可以使晶体中流动的电流以设定的频率迅速循环,产生谐振效果。

  磁致伸缩超声波换能器的工作原理是,富含铁的金属在磁场的作用下会膨胀和收缩,为了利用这一行为,将富含铁的金属芯包在铜线中,然后,将此组件包含在容器中,铜线中流过电流后,金属芯会膨胀延长,像压电换能器一样,设定频率的电流后会产生共振效果。


超声波换能器


  固定方式

  用粘接剂将压电超声波换能器粘接在超声波洗净器壳体上,如果是首次引入压电技术,会出现问题,因为粘合剂变弱,最终失效,由于开发了可以在飞机行业使用的工程技术,这一限制消失了,尽管重复使用,但现代粘合剂不允许转换器附着。

  磁致伸缩换能器的壳体直接焊接在超声波清洗机的油箱上,提供牢固、几乎不易断开。

  超声波换能器的频率

  超声波清洗的理想状态是在40kHz-70kHz的频率下运行,但这个过程可以在25kHz-170kHz的大范围内进行。

  这意味着磁致伸缩超声波换能器只能在30kHz以下的频率下工作,其应用用途受到了很大限制,在这种情况下,磁致伸缩换能器超声波清洗系统的用途是用于具有难以去除的污染物的大型机械,这个过程也不需要彻底清洁机器,在电镀加工生产线上可以使用该APP的例子。

  另一方面,压电超声波换能器可以在25kHz到170kHz的整个范围内工作,其用途极其多样化。

  能源消耗

  磁致伸缩超声波换能器必须把电能转换成磁能,再用它来产生机械能,整个过程产生大量浪费的能量,通常作为热能浪费。

  压电型超声波换能器能够进一步将低压电流转换为机械能,其效率很高,因此,在消耗相同量的电力的情况下,压电换能器可以进行更多的动作,固有超声波换能器的噪声电平。

  当产生谐波频率时,二次谐波频率通常作为自然产物产生,大部分压电换能器的工作频率在40kHz以上,这意味着产生的一次谐波为20kHz,超出了正常人的听觉范围。

  磁致伸缩超声波换能器通常在30kHz以下的频率下工作,产生可以听到的高次谐波频率,这些频率听起来和近距离听到的高压电或变压器的嗡嗡声一样,在同一超声波清洗槽中设置多个磁致伸缩换能器时,噪声水平需要使用保护性的助听器。

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