压电式超声波换能器原理是什么?
超声换能器是将电能转化为机械振动并放大振幅的部件,主要包括超声换能器,超声波变幅杆和超声波焊头。超声波塑料焊接机上的超声换能器的工作原理,就是利用压电陶瓷材料的逆压电效应产生振动工作的。
将一压电晶体置于外电场中,在电场的作用下,引起晶体内部正负电荷重心的移动,这一极化位移又导致晶体发生形变,这就叫做逆压电效应。
扩展资料:
超声波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。按实现的功能分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等;按工作环境分为液体、气体、生物体等;按性质分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。
超声波清洗的机理是利用超声波在清洗液中传播时的空化、辐射压、声流等物理效应, 对清洗件上的污物产生的机械起剥落作用, 同时能促进清洗液与污物发生化学反应, 达到清洗物件的目的。超声波清洗机所用的频率根据清洗物的大小和目的可选用10~500 kHz, 一般多为20~50 kHz。
压电陶瓷换能器是一种利用压电效应将机械能转化为电能的装置。当施加压力或力矩时,压电陶瓷会发生形变,从而产生电荷分布。这些电荷分布会导致电势差的产生,进而产生电压信号。
在实验过程中改变压电陶瓷的长度l,实际上是改变了施加在压电陶瓷上的压力或力矩。由于压电陶瓷的压电效应是与施加的压力或力矩成正比的,因此改变l会导致压电陶瓷的压电效应发生变化,进而导致输出电压的变化。
因此,改变l会直接影响压电陶瓷的压电效应和输出电压,这是压电陶瓷换能器工作原理的基础。