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, 力矩大, 分辨率高, 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

判断粘结质量的方法之一，是在清洗槽装水并开机工作一段时间后，测量换能器的温升。如果在众多的换能器中某个换能器温升特别快，则表明该换能器可能粘结不好．因为此时声辐射不好，电能量大部分消耗在换能器上而发热。另一个方法是在小信号条件下逐个测量 换能器的电阻抗大小来判别粘结质量。

目前在超声波清洗机的性能方面还存在一些模糊的认识：认为功率越大，换能器数目越多．其性能越好，价值越高，甚至以此论价．这种认识是不全l面的． 如上述，换能器布得过密，功率密度过大，不但清洗效果不好，而且槽底易空化腐蚀．另一方面， 目前超声波清洗机商品所标的功率大多是声功率而不是电功率，如果所标是指消耗工频功率，则超声波清洗机质量的优劣应该由效率来判断。如果效率低，在同样清洗效果时则耗电大，反而增加了用户的费用。超声清洗机的效率包括两部分．一是超声频电源的效率．即输入换能器的 高频电功率与消耗工频电功率之百分比；另一部分是电声转换效率，即进入清洗液中的声功率与输入换能器的电功率之百分比．目前我国在工业生产中还没有一种简便的方法和设备来测量电声转换效率。各厂家所标的超声波清洗机的功率是含糊不清的，亟需有行业的统一标准．

超声波换能器在不同领域的使用要求

　超声波换能器为了满足不同行业各种各样的要求，往往需要从换能器的材料、形状、结构组成等方面加以考虑。此外，在检测条件、对象及环境的需要下，对超声波换能器也有相应的特殊要求，如用于高温、低温环境，水下检测等等。

　　因此，对材料而言，有诸如灵敏度、稳定性、老化性等要求，要求机械品质因素低一些，以免频带宽度不足导致波形畸变等等。对超声波换能器的形状结构直至外壳材料与结构、保护设施等等，也都要考虑技能满足波型方面的要求，也要满足检测对象和使用环境等具体工作条件的要求。

　　总而言之，随着超声波换能器越来越多地被应用于各个领域，对超声波换能器性能的要求是多种多样的，因此超声波换能器的形式和种类也是多种多样的，而且还在不断创新与发展。