超聲波定義

　超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多l普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)l防、生物醫(yī)學(xué)等方面。

超聲波換能器指向性因素特性介紹

一般情況下，要求所使用的超聲波換能器有尖銳的指向性，就象使用聚光手電筒照明，這樣有利于集中發(fā)射能量，在接收時(shí)能獲得較高的信噪比，也有利于對(duì)檢測(cè)目標(biāo)的定位評(píng)定。超聲波換能器的指向性與其輻射面尺寸、結(jié)構(gòu)、工作頻率和傳聲介質(zhì)特性等相關(guān)，通?？捎弥赶蛐砸蛩貋?lái)反映超聲波換能器的指向性：

　對(duì)于發(fā)射超聲波換能器，所謂指向性因素是指在發(fā)射聲束的主軸線聲壓上，遠(yuǎn)離發(fā)射超聲波換能器的某一定點(diǎn)處某頻率的均方聲壓與通過(guò)該點(diǎn)和換能器同心的球面上某點(diǎn)同一頻率的均方聲壓之比。對(duì)于接收超聲波換能器，則是指沿?fù)Q能器主軸線傳來(lái)某頻率聲波所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)平方值與頻率相同、方均根聲壓相同的擴(kuò)散聲場(chǎng)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)平方值之比。

　　超聲波換能器指向性因素也可以用分貝(dB)表示，這是稱(chēng)為指向性指數(shù)，它等于指向性因素的常用對(duì)數(shù)乘10。對(duì)于發(fā)射換能器，指向性指數(shù)也可稱(chēng)作指向性增益。

超聲波換能器學(xué)科研究的方向概述

　超聲波換能器也叫超聲波振子，是使用廣泛的能量轉(zhuǎn)換器件之一，作為能把高頻電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率再傳遞出去，而它自身消耗很少的一部分功率，廣泛應(yīng)用于超聲波清洗、焊接、美容、打孔、檢測(cè)等領(lǐng)域。

超聲波換能器學(xué)科研究的方向是，研究盡可能滿(mǎn)足工程實(shí)用要求的聲波阻抗、脈沖響應(yīng)、頻率響應(yīng)、阻抗匹配、聲學(xué)結(jié)構(gòu)、換能材料及振動(dòng)模式等特性，并設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)這些基本特性，達(dá)到電與聲之問(wèn)的l佳轉(zhuǎn)換，其內(nèi)容涉及到物理，化學(xué)、光學(xué)等多個(gè)方面。

超聲波換能器主要考慮的工作狀態(tài)問(wèn)題

一般想要確定超聲波換能器的工作狀態(tài)，必須求出它的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)方程式和電路系統(tǒng)狀態(tài)方程式。超聲波換能器機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)方程式是超聲波換能器處于工作狀態(tài)時(shí)，描寫(xiě)它的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的力和振速的關(guān)系式，而電路系統(tǒng)的狀態(tài)方程式是描寫(xiě)電路系統(tǒng)的振動(dòng)特性的。

由于超聲波換能器的機(jī)械系統(tǒng)和電路系統(tǒng)是互相配合的，所以機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)會(huì)影響到電路的平衡，而電路的變化也會(huì)影響到機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)，因此我們總是利用這些方程組分析、討論超聲波換能器的工作特性。超聲波換能器主要考慮的工作狀態(tài)問(wèn)題就是與輸入輸出端的匹配。

　　客戶(hù)將超聲波換能器通過(guò)電纜連到驅(qū)動(dòng)電源上，通電后空載或有載時(shí)測(cè)得的實(shí)際工作頻率。因客戶(hù)匹配電路各不相同，同樣的超聲波換能器在不同的驅(qū)動(dòng)電源表現(xiàn)出來(lái)的頻率是不同的，這樣的頻率不能作為討論的依據(jù)。