能发出超声波的压电陶瓷是什么东西?
知识点:压电陶瓷是一种基于压电效应,是能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料,属于无机非金属材料。
目前,超声传感器主要分为两种,一种是基于压电效应的压电传感器,另一种是基于磁致伸缩效应的磁致伸缩传感器。
运用压电效应原理的超声波传感器,其常用的压电材料主要为石英晶体、锆钛酸铅系压电陶瓷等。在压电材料切片上施加交变电压,使它产生电致伸缩振动,就能产生超声波。
压电陶瓷是一种基于压电效应,能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料,属于无机非金属材料。
压电效应是某些晶体和压电陶瓷所具有的性质,在某些电介质上加载负荷后,使其产生极化现象,在其表面上,正负电荷会发生分离。当去除外力后,如果极化现象不消失,就称为正压电效应;相反,当在电介质的极化方向上施加电场,电介质也会发生变形,但是当电场去掉后,电介质的变形也随之消失,这种现象就称为逆压电效应,或称为电致伸缩现象。
压电陶瓷具有敏感的特性,可以将极其微弱的机械振动转换成电信号。锆钛酸铅系(PZT)压电陶瓷是目前使用最广,能够最有效地实现机械能与电能转换的压电陶瓷,所以在现代工业上有着广泛的应用,占据着压电陶瓷总产量的70%。
PZT压电陶瓷晶体在居里温度以上时,其结构为立方晶系钙钛矿型,到居里温度时,发生相变并发生自发极化转成四方铁电相。PZT的晶格常数随组成的不同而不同,在四方铁电相区域,随着Zr含量的增加,晶胞的体积会随之相应增大,就具有良好的机电耦合系数和机械品质因数。
另外,由于PZT体系压电陶瓷含有大量重金属铅Pb,对生态环境造成不利影响,因此,找出合适的无铅材料逐步取代PZT压电陶瓷是现在压电陶瓷领域研究的重点。
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是的,需要加个功率放大器呢,不然信号发生器输出的电压驱动不起来,信号发生器在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时,以及测量元器件的特性与参数时,用作测试的信号源或激励源,但是一般的函数信号发生器无论是进口的还是国产的,最大电压输出都是10Vpp-20Vpp,电流输出很小,用户在做很多测试是电压以及功率都不够,功率放大器就需要作为驱动放大部分来配合信号源来工作。
功率放大器从设备的兼容性、操作互通性的考虑,具有完整的输出保护电路(输出过流、过压保护),可配套任意品牌和型号的信号发生器,进行连接从而快速的搭建实验测试平台,可灵活控制输出电压和功率,最大输出18A的大电流,1600Vpp的电压,频率范围DC-24MHz。
功率放大器应用:电子类教学实验、超声波探伤、EMC信号加注、压电元件的驱动、磁性材料的磁化特性(B-H曲线)测量等。
超声波换能器,其实就是频率与其谐振频率相同的压电陶瓷,利用的是材料的压电效应将电能转换为机械振动。一般情况下,先由超声波发生器产生超声波,经超声波换能器将其转换为机械振动,再经超声波导出装置、超声波接收装置便可产生超声波。
超声波换能器的应用:
(1)超声波清洗机利用超声波在清洗液中不断地进行传播来清洗物体上的污垢,其超声波振动频率便是由超声波换能器决定的,可根据清洗物来设定不同的频率以达到清洗的目的。
(2)超声波焊接机利用超声波换能器产生超声波振动,振动产生摩擦使得焊区局部熔化进而接合在一起。
(3)超声波马达中并不含有超声波换能器,只是将其定子近似为换能器,利用逆压电效应产生超声波振动,通过定子与转子的摩擦进而带动转子转动。
(4)超声波减肥利用超声波换能器产生机械振动,将脂肪细胞振碎并排出体外,进而达到减肥的效果。
好了,你知道将液态水雾化的最佳频率范围是多少吗?你知道手头压电陶瓷的中心频率是多少吗?
超声波主要使用压电陶瓷,任何体积都可以(特殊规格需定做)但是功率跟体积有关600度以下应该都没问题电源需要根据外形设计压电陶瓷就是换能器,只要加上固定频率交流,就会产生相应机械波超声波发生器。
它的作用是把的市电(220V或380V,50或60Hz)转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。从放大电路形式,可以采用线性放大电路和开关电源电路,大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。
发生器的原理是首先由信号发生器来产生一个特定频率的信号,这个信号可以是正弦信号,也可以是脉冲信号,这个特定频率就是换能器的频率,一般应用在超声波设备中的超声波频率为20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz;1OOKHz或以上现在尚未大量使用。
扩展资料:超声工作过程中,振动系统的温度、刚度、静载荷、加工面积、工具磨损等因素的变化,使得系统的固有频率发生漂移,这就要求超声发生器具有频率自动跟踪功能,同时为保证加工质量和保护超声系统,要求发生器具有根据负载调整输出功率的功能。
在工业生产中超声波换能器工作过程中即使频率跟踪良好,超声波发生器供入交流电压的变化、超声波从空载到负载从几十瓦到几千瓦在几毫秒内瞬间变化,使得超声波换能器的振幅和功率随之改变换能器达不到高效工作状态,使得超声波加工出来的产品不一致,对于超声波设备普遍存在的问题。
为了适应工业生产过程中,发生器传输给换能器的超声频电能不受负载功率与及输入电压的变化而改变发生器在1毫秒内自动调整振幅,及恒定振幅功能。
参考资料:百度百科-超声波发生器
2、压电陶瓷片加锡,先对压电陶瓷片铜/钢基片加锡,由于铜/钢基片散热快,锡不能加多,只是焊接时间延长,一般要在2.5秒以上的时间才能让锡点可靠的附着在铜/钢基片上。再对镀银涂层加锡,要求锡焊点小,加锡时间小于1.5秒即可。
生物医学工程是压电陶瓷应用的重要领域。可以用它来制作探测人体信息的压电传感器和进行压电超声治疗。当压电陶瓷发出的超声波在人体内传输时,体内的不同组织对超声波有不同的发射和透射作用。反射回来的超声波经压电陶瓷接收器转换成电信号并显示在屏幕上,据此就可以检查内脏组织的情况,判断是否发生病变。进入人体的超声波达到一定强度时,能使组织发热并轻微震动。这种作用可以对一些疾病起到治疗作用。