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什么是换能器?

发布时间:2013-04-02

换能器的简介
换能器
换能器
 
什么是换能器?今天我就来为大家讲解换能器的内容,其实有源传感器就是大家通常所说的换能器,换能器有多种,各自定义都有不同,下面我们就来学习换能器的清洗、应用、性能参数等内容。

将非电能量转换成电能量,不需要外电源,称换能器,也称有源传感器。换能器是超声波设备的核心器件,其特性参数决定整个设备的性能。

现在用的超声波换能器,除了磁致伸缩结构以外就是常用的用前后盖板夹紧压电陶瓷的“朗之万”换能器,超声波就是通过换能器将高频电能转换为机械振动。换能器的特性取决与选材和制作工艺,同样尺寸外形的换能器的性能和使用寿命是千差万别的。

常用的大功率超声波换能器,应用与超声波塑料焊接机、超声波金属焊接机、各种手持式超声波工具、连续工作的超声波乳化均质器、雾化器、超声波雕刻机等超声波焊接设备。常用的 15KHz 20KHz 28KHz 35KHz 40KHz 55KHz 70KHz等产品 还可以根据客户特殊要求设计制作非标换能器,以满足各种需求。

换能器的分类

按组成换能器的压电元件形状分为薄板形、圆片形、圆环形、圆 管形、圆棒形、薄壳球形、压电薄膜等;

按振动模式分为伸缩振动、 弯曲振动、 扭转振动等;

按伸缩振动的方向分为厚度、 切向、 纵向、 径向等;

按压电转换方式分为发射型 ( 电-声转换) 、 接收型 ( 声-电转换) 、 发射/接收复合型等。

按工作环境分为液体、 固体、气体、生物体等。

换能器
换能器
 
换能器的清洗方法

换能器去水垢

加湿器有风无雾,长时间使用自来水,停留的水垢致使换能器上结了水碱,不能正常运转,雾自然就少了或喷不出来。处理方法:自制柠檬除水垢。柠檬中含有大量柠檬酸盐,能够抑制钙盐结晶。

注意:不要使用强酸,不利于保养,而且存在安全隐患。

换能器常见问题

处理方法:一般加湿器不喷雾都要把雾化片换掉。有些雾化片是不锈钢的,处理时不能用硬物搽刮,一旦金属镀层脱落,雾化片不能正常工作,雾就不能出来,需要更换,不过更换内部雾化片,最好还是找产品的售后,因为雾化片的规格并不是具有唯一性的。

换能器的应用


压电换能器的应用 压电换能器的应用十分广泛,它按应用的行业分为工业,农业,交通运输,生活,医疗及军事等;按实现的作用分为超声加工,超声清洗,超声探测,检测,监测,遥测,遥控等。

换能器的性能参数

换能器是一种能量转换器件,其性能描述和评价需要许多参数。换能器的特性参数包括共振频率、频带宽度、机电耦合系数、电声效率、机械品质因数、阻抗特性、频率特性、指向性、发射及接收灵敏度等等。不同用途的换能器对性能参数的要求不同,例如,对于发射型换能器,要求换能器有大的输出功率和高的能量转换效率;而对于接收型换能器,则要求宽的频带和高的灵敏度及分辨率等。 因此,在换能器的具体设计过程中,必须根据具体的应用,对换能器的有关参数进行合理的设计。

为了确定换能器的工作状态,必须求出它的机械振动系统的状态方程式和电路系统状态方程式。换能器机械系统的状态方程式(简称为机械振动方程)是换能器处于工作状态时,描写它的机械振动系统的力和振速的关系式,而电路系统的状态方程式(简称电路状态方程式)是描写电路系统的振动特性的。由于换能器的机械系统和电路系统是互相耦合的,所以机械系统的振动会影响到电路的平衡,而电路的变化也会影响到机械系统的振动,因此我们总是利用这些方程组分析、讨论换能器的工作特性。

由上述换能器的三组基本关系式,可以对应地作出换能器三种形式的等效图。 第一种是等效机械图,将换能器等效为一个纯机械系统的等效图;第二种是把机械一边的元件和参量,通过机电转换化为电路一边的元件和参量,即把一个换能器等效为一个纯电路系统,称此为等效电路图;第三种称为等效机电图,同时包含电路一边和机械一边的等效图。 利用这些等效图可以简便地求出换能器的若干重要的性能指标。

各种换能器的结构

超声波换能器由中央压电陶瓷元件,前后金属盖板,预应力螺杆,电极片以及绝缘管组成。这种夹心换能器(亦称:螺栓紧固型换能器)在负荷变化时产生稳定的超声波,是获得功率超声波驱动源的最基本最主要的方法。 根据不同的设计,超声波换能器的形状主要有柱型(前后金属盖板直径相同)、喇叭型(前盖板直径通过弧型过度缩小)、柱型中间有节等结构形状。

大功率换能器大致有两种,磁致伸缩类、压电陶瓷类。磁致伸缩类换能器在国内很少见。一般用来研究用。工业化上用的相当的少。这里就不多讲了。压电陶瓷类,是大功率超声换能器用的做广泛的。其功率大,成本低,制作相对容易等特点,使其在大功率超声行业中占据了极大份额。

压电陶瓷类换能器的结构大致如下:中央压电陶瓷元件,前后金属盖板,预应力螺杆,电极片以及绝缘管组成。根据不同的设计,超声波换能器的形状主要有柱型(前后金属盖板直径相同)、喇叭型(前盖板直径通过弧型过度缩小)、柱型中间有节等结构形状。

总结,本文讲解了换能器的分类、换能器的清洗方法、换能器的性能参数等,相信大家也已对换能器的认识会越来越深入,希望对各位读者有比较大的参考价值。

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