超聲波換能器的應(yīng)用

超聲波馬達(dá)

超聲波馬達(dá)是把定子作為換能器, 利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)讓馬達(dá)定子處于超聲波頻率的振動(dòng), 然后靠定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦力來傳遞能量, 帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。超聲波馬達(dá)體積小, 力矩大, 分辨率高, 結(jié)構(gòu)簡單, 直接驅(qū)動(dòng), 無制動(dòng)機(jī)構(gòu), 無軸承機(jī)構(gòu), 這些優(yōu)點(diǎn)有益于裝置的小型化。超聲波馬達(dá)廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器、激光、半導(dǎo)體微電子工藝、精密機(jī)械與儀器、機(jī)器人、醫(yī)學(xué)與生物工程領(lǐng)域。

超聲波清洗

超聲波清洗的機(jī)理是利用超聲波在清洗液中傳播時(shí)的空化、輻射壓、聲流等物理效應(yīng), 對清洗件上的污物產(chǎn)生的機(jī)械起剝落作用, 同時(shí)能促進(jìn)清洗液與污物發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 達(dá)到清洗物件的目的。超聲波清洗機(jī)所用的頻率根據(jù)清洗物的大小和目的可選用10～500 kHz, 一般多為20～50 kHz。隨著超聲波換能器頻率的增加,可采用郎之萬振子、縱向振子、厚度振子等。在小型化方面, 也有采用圓片振子的徑向振動(dòng)和彎曲振動(dòng)的。超聲波清洗在各種工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家用設(shè)備、電子、汽車、橡膠、印刷、飛機(jī)、食品、醫(yī)院和醫(yī)學(xué)研究等行業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

換能器在清洗槽中的分布及粘結(jié)問題

     換能器在清洗槽目前有些超聲清洗機(jī)，粘在清洗槽底或壁上的換能器分布過密，一個(gè)緊挨一個(gè)的排列．輸入換能器的功率強(qiáng)度達(dá)到每平方厘米2-3瓦，這樣高的強(qiáng)度一方面會(huì)加快不銹鋼板表面(與清洗液接觸的表面)的空化腐蝕，縮短使用壽命，另一方面由于聲強(qiáng)過高。會(huì)在鋼板表面附近產(chǎn)生大量較大的氣泡，增加聲傳播損失，在遠(yuǎn)離換能器的地方削弱清洗作用。一般選用功率強(qiáng)度每平方厘米低于1.5瓦為宜(按粘有換能器的鋼板面積計(jì)算)。如果清洗槽較深，除槽底粘有換能器外， 在槽壁上也應(yīng)考慮粘結(jié)換能器，或者只粘于槽體兩邊。

 判斷粘結(jié)質(zhì)量的方法之一，是在清洗槽裝水并開機(jī)工作一段時(shí)間后，測量換能器的溫升。如果在眾多的換能器中某個(gè)換能器溫升特別快，則表明該換能器可能粘結(jié)不好．因?yàn)榇藭r(shí)聲輻射不好，電能量大部分消耗在換能器上而發(fā)熱。另一個(gè)方法是在小信號條件下逐個(gè)測量 換能器的電阻抗大小來判別粘結(jié)質(zhì)量。

     目前在超聲波清洗機(jī)的性能方面還存在一些模糊的認(rèn)識：認(rèn)為功率越大，換能器數(shù)目越多．其性能越好，價(jià)值越高，甚至以此論價(jià)．這種認(rèn)識是不全l面的． 如上述，換能器布得過密，功率密度過大，不但清洗效果不好，而且槽底易空化腐蝕．另一方面， 目前超聲波清洗機(jī)商品所標(biāo)的功率大多是聲功率而不是電功率，如果所標(biāo)是指消耗工頻功率，則超聲波清洗機(jī)質(zhì)量的優(yōu)劣應(yīng)該由效率來判斷。如果效率低，在同樣清洗效果時(shí)則耗電大，反而增加了用戶的費(fèi)用。超聲清洗機(jī)的效率包括兩部分．一是超聲頻電源的效率．即輸入換能器的 高頻電功率與消耗工頻電功率之百分比；另一部分是電聲轉(zhuǎn)換效率，即進(jìn)入清洗液中的聲功率與輸入換能器的電功率之百分比．目前我國在工業(yè)生產(chǎn)中還沒有一種簡便的方法和設(shè)備來測量電聲轉(zhuǎn)換效率。各廠家所標(biāo)的超聲波清洗機(jī)的功率是含糊不清的，亟需有行業(yè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)．

1、超聲波振子特點(diǎn)：

（1）：機(jī)械Q值高，轉(zhuǎn)換，品質(zhì)優(yōu)良；

（2）超聲波振子換能器，振幅大，性能優(yōu)越；

（3）超聲波振子換能器，耐熱性：壓電陶瓷材料耐熱性好，可擴(kuò)大使用溫度范圍，同時(shí)Q值高，諧振阻抗小，發(fā)熱量??；

（4）超聲波振子換能器 產(chǎn)品外觀整潔，無銹蝕，無明顯凹陷和劃痕。

2、超聲波振子排布的原則：

 （1）清洗不同的產(chǎn)品排布有不同的要求，比如產(chǎn)品的油污程度，清洗難易程度，清洗要求的高低，清洗工藝的設(shè)計(jì)，都要求有針對性的選擇。

 （2）振子排布不是越多越密越好，恰當(dāng)合適的才是l好的。

3、超聲波振子簡介：

 超聲波振子，也稱為超聲波振頭，超聲波震動(dòng)頭，是超聲波換能器的一種，是超聲波清洗機(jī)的核心部件。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)名：超聲波換能器，屬于壓電陶瓷材料,超聲波清洗機(jī)主要配件之一。從功率上分,單個(gè)超聲波振頭為60W、100W。頻率分別有：20KHZ、25KHZ、28KHZ、40KHZ、68KHZ、80KHZ、100KHZ、或更高；從形狀上區(qū)別有：直柱形、喇叭形等。