超聲波換能器應用

超聲波換能器的應用十分廣泛，它按應用的行業(yè)分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、生活、醫(yī)療及軍事等。按實現(xiàn)的功能分為超聲波加工、超聲波清洗、超聲波探測、檢測、監(jiān)測、遙測、遙控等；按工作環(huán)境分為液體、氣體、生物體等;按性質(zhì)分為功率超聲波、檢測超聲波、超聲波成像等。

1、壓電陶瓷變壓器

壓電陶瓷變壓器是利用極化后壓電體的壓電效應來實現(xiàn)電壓輸出的。其輸入部分用正弦電壓信號驅(qū)動，通過逆壓電效應使其產(chǎn)生振動，振動波通過輸入和輸出部分的機械耦合到輸出部分，輸出部分再通過正壓電效應產(chǎn)生電荷，實現(xiàn)壓電體的電能-機械能-電能的兩次變換，在壓電變壓器的諧振頻率下獲得最高輸出電壓。與電磁變壓器相比，這具有體積小，質(zhì)量輕，功率密度高，效率高，耐擊穿，耐高溫，不怕燃燒，無電磁干擾和電磁噪聲，且結構簡單、便于制作、易批量生產(chǎn)，在某些領域成為電磁變壓器的理想替代元件等優(yōu)點。此類變壓器用于開關轉換器、筆記本電腦、氖燈驅(qū)動器等。

2、超聲波馬達

超聲波馬達是把定子作為換能器，利用壓電晶體的逆壓電效應讓馬達定子處于超聲波頻率的振動，然后靠定子和轉子間的摩擦力來傳遞能量，帶動轉子轉動。超聲波馬達體積小，力矩大，分辨率高，結構簡單，直接驅(qū)動，無制動機構，無軸承機構，這些優(yōu)點有益于裝置的小型化。超聲波馬達廣泛應用于光學儀器、激光、半導體微電子工藝、精密機械與儀器、機器人、醫(yī)學與生物工程領域。

3、超聲波清洗

超聲波清洗的機理是利用超聲波在清洗液中傳播時的空化、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，同時能促進清洗液與污物發(fā)生化學反應，達到清洗物件的目的。超聲波清洗機所用的頻率根據(jù)清洗物的大小和目的可選用10～500kHz，一般多為20～50kHz。隨著超聲波換能器頻率的增加，可采用郎之萬振子、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和彎曲振動的。超聲波清洗在各種工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家用設備、電子、汽車、橡膠、印刷、飛機、食品、醫(yī)院和醫(yī)學研究等行業(yè)得到了越來越廣泛的應用。

4、超聲波焊接

超聲波焊接有超聲波金屬焊接和超聲波塑料焊接兩大類。其中超聲波塑料焊接技術已獲得較為普遍的應用。它是利用換能器產(chǎn)生的超聲振動，通過上焊件把超聲振動能量傳送到焊區(qū)。由于焊區(qū)即兩焊件交界處聲阻大，所以會產(chǎn)生局部高溫使塑料熔化，在接觸壓力的作用下完成焊接工作。超聲塑料焊接可方便焊接其他焊接法無法焊接的部位。另外，還節(jié)約了塑料制品昂貴的模具費，縮短了加工時間，提高了生產(chǎn)效率，有經(jīng)濟、快速和可靠等特點。

5、超聲波加工

把微細磨料隨超聲波加工工具一起以一定靜壓力加在工件上，就能加工出與工具相同的形狀。加工時換能器需在15～40kHz的頻率下，產(chǎn)生15～40微米的振幅。超聲波工具使工件表面的磨料以相當大的沖擊力連續(xù)沖擊，破壞超聲輻射部位，使材料破碎而達到去除材料的目的。超聲波加工主要應用于寶石、玉器、大理石、瑪瑙、硬質(zhì)合金等脆硬材料的加工以及異型孔和細深孔的加工。此外，在普通切削工具上加超聲波換能器振動時，也可起到提高精度和效率的作用。

6、超聲波減肥

利用超聲波換能器的空化效應和微機械振動，將人體表皮下多余的脂肪細胞破碎、乳化后排出體外，達到減肥、塑形的目的。這是國際上90年代發(fā)展起來的一項新技術。意大利的Zocchi首次將超聲去脂用于床，并獲得成功，為整形、美容開創(chuàng)了先河。超聲去脂技術在國內(nèi)外得以迅速發(fā)展。

7、超聲波育種

對植物種子進行適當頻率和強度的超聲波照射，可提高種子的發(fā)芽率，降低霉爛率，促進種子的生長，提高植物生長速度。據(jù)資料介紹，超聲波可使某些植物種子生長速度提高2～3倍。