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超声波换能器的原理及设计

2020-12-04 08:30:32

超声换能器的种类

超声换能器的种类很多. 按照能量转换的机理和所用的换能材料 ,可分为压电换能器、磁致伸缩换能器、静电换能器 (电容型换能器 ) 、电磁声换能器、机械型超声换能器等. 按照换能器的振动模式 ,可分为纵向 (厚度 )振动换能器、剪切振动换能器、扭转振动换能器、弯曲振动换能器、纵 - 扭复合以及纵 -弯复合振动模式换能器等. 按照换能器的工作介质 ,可分为气介超声换能器、液体换能器以及固体换能器等. 按照换能器的工作状态 ,可分为发射型超声换能器、接收型超声换能器和收发两用型超声换能器.按照换能器的输入功率和工作信号 ,可分为功率超声换能器、检测超声换能器、脉冲信号换能器、调制信号换能器和连续波信号换能器等. 按照换能器的形状 ,可分为棒状换能器、圆盘型换能器、圆柱型换能器、球形换能器及复合型超声换能器等. 另外 ,不同的应用需要不同形式的超声换能器 ,如平面波超声换能器、球面波超声换能器、柱面波超声换能器、聚焦超声换能器以及阵列超声换能器等等。


超声换能器的性能参数

超声换能器是一种能量转换器件 ,其性能描述与评价需要许多参数. 超声换能器的特性参数包括共振频率、频带宽度、机电耦合系数、电声效率、机械品质因数、阻抗特性、频率特性、指向性、发射及接收灵敏度等等. 不同用途的换能器对性能参数的要求不同 ,例如 ,对于发射型超声换能器 ,要求换能器有大的输出功率和高的能量转换效率 ;而对于接收型超声换能器 ,则要求宽的频带和高的灵敏度及分辨率等. 因此 ,在换能器的具体设计过程中 ,必须根据具体的应用 ,对换能器的有关参数进行合理的设计。



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