超声波换能器的应用

超声波马达

超声波马达是把定子作为换能器， 利用压电晶体的逆压电效应让马达定子处于超声波频率的振动， 然后靠定子和转子间的摩擦力来传递能量， 带动转子转动。超声波马达体积小，超声波换能器设计， 力矩大， 分辨率高，超声波换能器振子， 结构简单， 直接驱动， 无制动机构， 无轴承机构， 这些优点有益于装置的小型化。超声波马达广泛应用于光学仪器、激光、半导体微电子工艺、精密机械与仪器、机器人、***与生物工程领域。

超声波清洗

超声波清洗的机理是利用超声波在清洗液中传播时的空化、辐射压、声流等物理效应， 对清洗件上的污物产生的机械起剥落作用， 同时能促进清洗液与污物发生化学反应， 达到清洗物件的目的。超声波清洗机所用的频率根据清洗物的大小和目的可选用10～500 kHz， 一般多为20～50 kHz。随着超声波换能器频率的增加，可采用郎之万振子、纵向振子、厚度振子等。在小型化方面， 也有采用圆片振子的径向振动和弯曲振动的。超声波清洗在各种工业、农业、家用设备、电子、汽车、橡胶、印刷、飞机、食品、***和***研究等行业得到了越来越广泛的应用。

换能器在清洗槽中的分布及粘结问题

换能器在清洗槽目前有些超声清洗机，粘在清洗槽底或壁上的换能器分布过密，一个紧挨一个的排列．输入换能器的功率强度达到每平方厘米2-3瓦，这样高的强度一方面会加快不锈钢板表面(与清洗液接触的表面)的空化腐蚀，缩短使用寿命，另一方面由于声强过高。会在钢板表面附近产生大量较大的气泡，增加声传播损失，在远离换能器的地方削弱清洗作用。一般选用功率强度每平方厘米低于1.5瓦为宜(按粘有换能器的钢板面积计算)。如果清洗槽较深，除槽底粘有换能器外， 在槽壁上也应考虑粘结换能器，或者只粘于槽体两边。

超声波的工作原理

一方面***污物与清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物层的疲劳***而被驳离，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡立即“钻入”振动使污层脱落，由于空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化，当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化、固体粒子自行脱落，超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压，形成射流，冲击清洗件，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，而超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流，所有这些作用，超声波换能器，能够***污物，除去或削弱边界污层，增加搅拌、扩散作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。由此可见，凡是液体能浸到且声场存在的地方都有清洗作用，其特点适用于表面形状非常复杂的零件的清洗。尤其是采用这一技术后，可减少化学溶剂的用量，从而大大降低环境污染.

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