换能器
实现电能、机械能或声能从一种形式的能量转换为另一种形式的能量的装置称为换能器，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。
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实现电能、机械能或声能从一种形式的能量转换为另一种形式的能量的装置称为换能器，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。
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) , 收发兼用型等.
按传播介质分为液介, 固介, 气介等。
超声波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，应用于超声波塑料焊接机、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。
磁致伸缩有镍片换能器和铁氧体换能器。
铁氧体换能器的电声转换效率比较低，使用一、二年后效率下降，甚至几乎丧失电声转换能力。镍片换能器的工艺复杂，价格昂贵，所以很少使用。最成熟可靠的是以压电效应实现电能与声能相互转换的器件，称为压电换能器。
压电效应将电信号转换为机械振动。这种换能器电声转换效率高，原材料价格便宜，制作方便，也不容易老化。
常用的材料有石英晶体、钛酸钡和锆钛酸铅。
石英晶体的伸缩量太小，3000V电压才产生0.01um以下的变形。钛酸钡的压电效应比石英晶体大20-30倍，但效率和机械强度不如石英晶体。锆钛酸铅具有二者的优点，可用作超声波清洗，探伤和小功率超声波加工的换能器。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波加工、 超声波清洗、 超声波探测以及超声波雾化等。
换能器主要有磁致伸缩和压电晶体两大类。
极化的压电陶瓷在周期周期信号激励下，产生伸缩振动。推动周围媒介运动-此为发射换能器。一般结构为1/2波长振子、极化的压电陶瓷，在媒介的推动下，产生伸缩振动，产生电信号。此为接收换能器。换能器：...
超声波振子受潮，可以用兆欧表检查与换能器相连接的插头，其中2脚为超声波 换能器的正极， 3脚是换能器的负极而且与换能器的外壳相连。检查，2 3 脚间的绝缘 电阻值就可以判断基本情况，一般要求绝缘 电阻...
振子只是一种俗称。振子一定是超声波换能器，超声波换能器不一定是大家说的振子。超声波换能器的中心频率会在一定范围内漂移，比如高低温。但是换能器都有一定的带宽，实际发射频率是根据你的脉冲的频率的。
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.
超声排水采气换能器研究
超声排水采气换能器研究
在气井开采的中、后期,气井底部往往积水,使采收率下降。文章介绍了超声排水采气换能器的设 计,该换能器采用纵向复合式换能器振子和四分之一波长聚能器的组合结构,聚能器设计成阶梯结构,压电陶瓷采 用大功率发射材料,前盖板采用硬铝,后盖板采用20钢。压电陶瓷的居里点为330℃,故该装置适合于深井、高温 条件下使用,并且具有每小时雾化量大,体积小,成本较低等特点。
超磁致伸缩功率超声换能器热分析
超磁致伸缩功率超声换能器热分析
超磁致伸缩材料能量密度高,导热性相对较好,由其制造的功率超声换能器能做成很大功率,但因为此类换能器总处在高强度高频率磁场中工作,各种损耗很严重,带来的热量非常大,而超磁致伸缩材料对外界温度又很敏感,故热分析是该类换能器设计的重要方面。该文设计了换能器及其冷却系统,以考虑涡流损失和附加损失的Jile-Atherton模型为基础,提取了模型参数,计算得到了换能器的损耗总量;用有限元方法计算了冷却水流场分布和换能器温度场分布;对样机进行了试验,实验与计算结果吻合良好。
内容介绍
《压电换能器和换能器阵》(修订版)内容由浅入深，着重阐明压电换能器和换能器阵的基础理论，对换能器和换能器阵中所涉及的重要问题作了重点讨论，并概述了发展动态。全书共十五章，第一章为引言；第二、三、四章为压电换能器的基础知识；第五、六、七、八章介绍了几种常见的典型压电换能器；第九章介绍压电换能器的暂态效应；第十章介绍同种新型换能器；第十一章讨论了压电弹性体的数值分析方法；第十二章介绍了换能器主要参数的测量方法；第十三章为换能器阵的理论基础；第十四、十五章介绍了均匀和非均匀换能器阵；第十六章简要介绍了几种新型换能器阵。
医疗超声换能器的种类，可以按照换能器工作时所产生的波束的多少，分为单波束和多波束。少到单个波束，多到256个波束。按换能器阵元的空间排列的维数，又可以分为一维阵(一维线阵，一维凸线阵，一维相控阵)，1.5维，1.75维，或两维声学基阵。根据换能器工作频率的范围，可以分为低频，高频换能器。在医疗超声设备中，低频换能器可以到500KHz，甚至更低到20KHz，高频换能器目前则可以到50MHz。如果按照换能器制作的材料来区分，那又可以分为压电陶瓷换能器，压电薄膜换能器，压电厚膜换能器，压电单晶换能器，复合材料换能器，微机械加工的电容式换能器，微机械加工的压电式换能器等。
通常我们所说的为电声换能器，能够发射声波的换能器叫发射器；用来接收声波的换能器叫接收器。例如压电蜂鸣器就属于电-声换能器，通常可以用作报警器等。
压电换能器和换能器阵简介