超聲波換能器是一種能量轉換器件，其性能描述和評價(jià)需要許多參數。換能器的特性參數包括共振頻率、頻帶寬度、機電耦合系數、電聲效率、機械品質(zhì)因數、阻抗特性、頻率特性、指向性、發(fā)射及接收靈敏度等等。

不同用途的換能器對性能參數的要求不同，例如，對于發(fā)射型換能器，要求換能器有大的輸出功率和高的能量轉換效率;而對于接收型換能器，則要求寬的頻帶和高的靈敏度及分辨率等。因此，在換能器的具體設計過(guò)程中，根據具體的應用，對換能器的有關(guān)參數進(jìn)行合理的設計。

超聲波換能器的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率（即超聲波）再傳遞出去，而自身消耗很少的一部分功率。

超聲波換能器，要解決的技術(shù)問(wèn)題是設計一種作用距離大、頻帶寬的超聲波換能器。

換能器由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤(pán)換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接收器組成。壓電陶瓷圓盤(pán)換能器采用厚度方向極化的PZT-5壓電材料制成，Cymbal陣列接收器由8～16只Cymbal換能器、兩個(gè)金屬圓環(huán)和橡膠墊圈組成。本發(fā)明的作用距離大于35m，頻帶寬度達到10kHz，能檢測高速移動(dòng)的遠距離目標。

超聲波清洗的機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, 對清洗件上的污物產(chǎn)生的機械起剝落作用, 同時(shí)能促進(jìn)清洗液與污物發(fā)生化學(xué)反應, 達到清洗物件的目的。超聲波清洗機所用的頻率根據清洗物的大小和目的可選用10～500 kHz, 一般多為20～50 kHz。隨著(zhù)超聲波換能器頻率的增加,可采用郎之萬(wàn)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)、農業(yè)、家用設備、電子、汽車(chē)、橡膠、印刷、飛機、食品、醫院和醫學(xué)研究等行業(yè)得到了越來(lái)越廣泛的應用。

使用超聲波換能器主要考慮的問(wèn)題就是與輸入輸出端的匹配，其次是機械安裝和配合尺寸。換能器的頻率相對而言還比較直觀(guān)些。該頻率是指用頻率（函數）發(fā)生器，毫伏表，示波器等通過(guò)傳輸線(xiàn)路法測得的頻率，或用網(wǎng)絡(luò )阻抗分析儀等類(lèi)似儀表測得的頻率。一般通稱(chēng)小信號頻率。與它相對應的是上機頻率，即客戶(hù)將換能器通過(guò)電纜連到機箱上，通電后空載或有載時(shí)測得的實(shí)際工作頻率。因客戶(hù)匹配電路各不相同，同樣的換能器在不同的驅動(dòng)電源（電箱）表現出來(lái)的頻率是不同的，這樣的頻率不能作為交流討論的依據。

超聲波換能器，英文名稱(chēng)為Ultrasonictransducer，它是一種將高頻電能轉換為機械能的能量轉換裝置。主要用于超聲波切割設備、超聲波霧化噴涂設備、超聲波金屬溶液處理設備、超聲波焊接設備、超聲波液體處理聲化學(xué)設備和超聲波金屬疲勞試驗設備。換能器的頻率一般為20KHz~120KHz之間。
壓電陶瓷超聲波換能器工作原理：壓電技術(shù)采用鋯鈦酸鉛制成的具有特殊電性能的晶體。在換能器中，這種晶體材料在相對表面附著(zhù)兩根電線(xiàn)。然后將晶體和接線(xiàn)組裝在兩個(gè)金屬片之間的外殼中。當電流流過(guò)接線(xiàn)并進(jìn)入晶體時(shí)，晶體會(huì )迅速改變形狀并膨脹。當電流停止時(shí)，晶體回到原來(lái)的形狀。利用該技術(shù)的超聲波換能器通過(guò)晶體的電流快速循環(huán)設定的頻率，從而產(chǎn)生共振效果。
超聲波換能器的應用場(chǎng)景醫療領(lǐng)域：
超聲波在醫療領(lǐng)域的應用廣泛，如B超、無(wú)損檢測、藥物輸送等。通過(guò)超聲波換能器產(chǎn)生的超聲波，可以對人體內部進(jìn)行無(wú)創(chuàng )檢測，為疾病診斷提供重要依據。同時(shí)，它還可以用于藥物輸送，通過(guò)聲波的振動(dòng)使藥物均勻分布在病變部位，提高治療效果。
工業(yè)領(lǐng)域：在工業(yè)領(lǐng)域，超聲波換能器可用于無(wú)損檢測、清洗、焊接等領(lǐng)域。它可以檢測材料內部的缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，利用超聲波的振動(dòng)作用，還可以對工件進(jìn)行清洗和焊接。
科研領(lǐng)域：超聲波在科研領(lǐng)域的應用同樣廣泛。例如，利用超聲波換能器進(jìn)行聲學(xué)成像、聲速測量等實(shí)驗，可以深入了解物質(zhì)的聲學(xué)性質(zhì)，為科學(xué)研究提供有力支持。
總之，超聲波換能器作為一種重要的聲學(xué)設備，在醫療、工業(yè)、科研等領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)重要作用。隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展，相信超聲波換能器的應用前景將更加廣闊。讓我們共同期待這個(gè)神奇的領(lǐng)域為我們帶來(lái)更多創(chuàng )新與突破！
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