換能器

換能器

換能器,也稱有源感測器,是實現電能、機械能或聲能從一種形式的能量轉換為另一種形式的能量的裝置。

基本信息

外形分類

按組成換能器的壓電元件形狀分為薄板形,圓片形,圓環形,圓管形,圓棒形,薄殼球形,壓電薄膜等;
按振動模式分為伸縮振動,彎曲振動,扭轉振動等;
按伸縮振動的方向分為厚度,切向,縱向,徑向等;
按壓電轉換方式分為發射型(電-聲轉換),接收型(聲-電轉換),收發兼用型等.
按傳播介質分為液介,固介,氣介等。

性能參數

換能器換能器
換能器是一種能量轉換器件,其性能描述和評價需要許多參數.換能器的特性參數包括共振頻率、頻帶寬度、機電耦合係數、電聲效率、機械品質因數、阻抗特性、頻率特性、指向性、發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,對於發射型換能器,要求換能器有大的輸出功率和高的能量轉換效率;而對於接收型換能器,則要求寬的頻帶和高的靈敏度及解析度等.因此,在換能器的具體設計過程中,必須根據具體的套用,對換能器的有關參數進行合理的設計。
為了確定換能器的工作狀態,必須求出它的機械振動系統的狀態方程式和電路系統狀態方程式.換能器機械系統的狀態方程式(簡稱為機械振動方程)是換能器處於工作狀態時,描寫它的機械振動系統的力和振速的關係式,而電路系統的狀態方程式(簡稱電路狀態方程式)是描寫電路系統的振動特性的.由於換能器的機械系統和電路系統是互相耦合的,所以機械系統的振動會影響到電路的平衡,而電路的變化也會影響到機械系統的振動,因此我們總是利用這些方程組分析、討論換能器的工作特性。
由上述換能器的三組基本關係式,可以對應地作出換能器三種形式的等效圖.第一種是等效機械圖,將換能器等效為一個純機械系統的等效圖;第二種是把機械一邊的元件和參量,通過機電轉換化為電路一邊的元件和參量,即把一個換能器等效為一個純電路系統,稱此為等效電路圖;第三種稱為等效機電圖,同時包含電路一邊和機械一邊的等效圖.利用這些等效圖可以簡便地求出換能器的若干重要的性能指標。

套用

換能器換能器
超音波是通過換能器將高頻電能轉換為機械振動。換能器的特性取決與選材和製作工藝,同樣尺寸外形的換能器的性能和使用壽命是千差萬別的。常用的大功率超音波換能器,套用於超音波塑膠焊接機、超音波金屬焊接機、各種手持式超音波工具、連續工作的超音波乳化均質器、霧化器、超音波雕刻機等設備。常用的15KHz20KHz28KHz35KHz40KHz55KHz70KHz等產品還可以根據客戶特殊要求設計製作非標換能器,以滿足各種需求。磁致伸縮
磁致伸縮有鎳片換能器和鐵氧體換能器。
鐵氧體換能器的電聲轉換效率比較低,使用一、二年後效率下降,甚至幾乎喪失電聲轉換能力。
鎳片換能器的工藝複雜,價格昂貴,所以很少使用。
壓電晶體
最成熟可靠的是以壓電效應實現電能與聲能相互轉換的器件,稱為壓電換能器。
壓電效應將電信號轉換為機械振動。這種換能器電聲轉換效率高,原材料價格便宜,製作方便,也不容易老化。
常用的材料有石英晶體、鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛。
石英晶體的伸縮量太小,3000V電壓才產生0.01um以下的變形。
鈦酸鋇的壓電效應比石英晶體大20-30倍,但效率和機械強度不如石英晶體。
鋯鈦酸鉛具有二者的優點,可用作超音波清洗,探傷和小功率超音波加工的換能器。
壓電換能器的套用十分廣泛,它按套用的行業分為工業、農業、交通運輸、生活、醫療及軍事等。
按實現的作用分為超音波加工、超音波清洗、超音波探測以及超音波霧化等。

清洗

去水垢
加濕器有風無霧,長時間使用自來水,停留的水垢致使換能器上結了水鹼,不能正常運轉,霧自然就少了或噴不出來。處理方法:自製檸檬除水垢。檸檬中含有大量檸檬酸鹽,能夠抑制鈣鹽結晶
注意:不要使用強酸,不利於保養,而且存在安全隱患。
問題處理
一般加濕器不噴霧都要把霧化片換掉。有些霧化片是不鏽鋼的,處理時不能用硬物搽刮,一旦金屬鍍層脫落,霧化片不能正常工作,霧就不能出來,需要更換,不過更換內部霧化片,最好還是找產品的售後,因為霧化片的規格並不是具有唯一性的。

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