超聲波換能器結構及特性

超聲波換能器是構成超聲波振動子的基本元件，主要用來將電能轉（zhuǎn）換成機械能（振動）的電動機，超聲波換能器結構圖如下：

換（huàn）能器的孔徑，叉指寬度，間距（jù），是換能器（qì）的重要幾何參數。這些參數不僅表征了（le）叉（chā）指換能器的結（jié）構特征，而且對換能器的電學和（hé）頻（pín）率特性（xìng）也有著重要影響，所以是設計各種頻率超聲波（bō）振動子的重要參數。對（duì）於壓電陶瓷寬度a、指間（jiān）距p和孔徑w都為常數，且金屬化率η一0.5的IDT，稱為均勻換能器(uniform transducer)，而幾何參數a、p或w隨坐標變化的換能器則稱為加權換能器(weighting transducer)。均勻換能器是最基本、最簡單的IDT。

超聲波換能器通常根據運轉頻率和功率分級，典型超（chāo）聲波換能（néng）器在20kHz下可以輸出20～25tcmpp的振幅，一般由壓電體或磁（cí）力控製部件完成。大多（duō）數工業超聲（shēng）波（bō）焊接設備采（cǎi）用壓（yā）電式換能器，因為其在共振下運轉更有效。

在壓電式係統中，通常采用較高電（diàn）壓驅動轉換器，而（ér）較高電流驅動磁力控製轉（zhuǎn）換器。需要（yào）注意的是，轉換器的頻率決定了其功率大小。因為為了保證較高的效率(+90%)，轉換器通常設計在（zài）特定頻率下共（gòng）振，並且其長（zhǎng）度為波長的一半，所以轉換器的長度是（shì）固（gù）定的（de）。

這樣就限製了（le）轉換器（qì）的實際尺寸，反過來限製了其表麵積和轉換器可能輸出的（de）熱盈。因此，轉換（huàn）器的內部（bù）損耗會產生熱積累，引起調諧和應力（lì）問題。所以隨著頻率的增大，轉換器長（zhǎng）度減小，從而減（jiǎn）小了熱擴散有效表麵積（jī），限製了轉換器的可能連續功（gōng）率大（dà）小。

文章由：超聲波換能器 https://www.huicaoshou.com/ 佛（fó）山市益百（bǎi）機械製（zhì）造有限公（gōng）司