超声波换能器：原理、分类与应用领域

超声波换能器：原理、分类与应用领域

超声波换能器是一种将电能转换为机械能的装置，广泛应用于工业、农业、交通、生活和军事等领域。本文将为您详细介绍超声波换能器的分类、工作原理及其在各个领域的应用。

超声波换能器按功能可分为超声波加工、超声波清洗、超声波检测、检测、监控、遥测、遥控等；按工作环境可分为液体、气体等；根据性质可分为功率超声、检测超声、超声成像等。

超声波电机以定子为换能器，利用压电晶体的逆压电效应使定子在超声频率下振动，然后通过定子和转子之间的摩擦传递能量，驱动转子旋转。超声波电机具有体积小、转矩大、分辨率高、结构简单、直接驱动、无制动机构、无轴承机构等优点，有利于器件的小型化。超声波电机广泛应用于光学仪器、激光器、半导体微电子技术、精密机械与仪器、机器人和生物工程等领域。

超声波清洗的机理是利用空化、辐射压力，超声波在清洗液中传播时产生的声流和其他物理效应，以剥离清洗污垢。同时能促进清洗液与污垢之间的化学反应，从而达到清洗物体的目的。在小型化方面，还采用了圆盘振子的径向振动和弯曲振动。超声波清洗广泛应用于工业、农业、家用设备、电子、汽车、橡胶、印刷、飞机、食品等各个行业。

超声波焊接包括超声波金属焊接和超声波塑料焊接。其中，超声波塑料焊接技术得到了广泛的应用。它利用换能器产生的超声振动，将超声振动能量通过上焊件传递到焊接区域。由于两焊件连接处的声阻较大，会产生局部高温熔化塑料，在接触压力的作用下完成焊接工作。超声波塑料焊接可用于焊接其他焊接方法无法焊接。此外，还节约了塑料制品昂贵的模具成本，缩短了加工时间，生产效率。