为了确定换能器的工作状态,必须求出它的机械振动系统的状态方程式和电路系统状态方程式。换能器机械系统的状态方程式(简称为机械振动方程)是换能器处于工作状态时,描写它的机械振动系统的力和振速的关系式,而电路系统的状态方程式(简称电路状态方程式)是描写电路系统的振动特性的。 由于换能器的机械系统和电路系统是互相耦合的,所以机械系统的振动会影响到电路的平衡,而电路的变化也会影响到机械系统的振动,因此我们总是利用这些方程组分析、讨论换能器的工作特性。
超声波换能器种类
按照换能器的形状:棒状换能器、圆盘型换能器、圆柱型换能器、球形换能器等。另外,不同的应用需要不同形式的超声波换能器,如平面波超声换能器、球面波超声换能器、柱面波超声波换能器、聚焦超声换能器以及降列超声换能器等
二、换能器工作原理
超声波换能器是在超声频率范围内将交变的电信号转换成声信号或者将外界声场中的声信号转换为电信号的能量转换器件,其工作原理是基于晶体的压电效应及逆压电效应。
超声波增幅器是超声波振动系统的重要组成部分,在振动系统中的主要作用是放大机械振动的质点位移和速度,将超声波能量集中在小面积上收集能量,也称为超声波变速杆和超声波聚能器。
超声波焊头模具(HORN):超声波模具的功效是针对特殊的塑件制做,合乎塑件的样子、挤压成型范畴等规定。
由于换能器、增幅器、超声波焊头模具均设计为工作超声波频率的半波长,因此它们的尺寸和形状必须经过特别设计,任何变更都有可能引起频率、加工效果的变化,需要专门制作。耐久性根据使用的材料的不同而不同。 适用于超声波的换能器、喇叭、喇叭的材料是钛合金、铝合金、合金钢等。 超声波经常在20khz左右的高频下振动,对材料的要求非常高,不是普通的材料能承受的。