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换能器是超声波设备主要的零件之一

阅读：43发布时间：2024-8-21

　　简介：

　　超声波换能器是实现电能、机械能或声能从一种形式的能量转换为另一种形式的能量装置，又称超音波换能器，也称有源传感器。

　　其中较成熟可靠的是以压电效应实现电能与声能相互转换的器件，又称压电换能器。压电换能器是由压电陶瓷元件、前后金属盖板、预应力螺杆、电极片、绝缘管组成的。超声波换能器几乎应用于所有超声波设备。

　　原理：

　　超声波换能器是把高频电能转化为机械能的装置。由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。超声波换能器是一种能量转换器件，它的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去，而自身消耗很少的一部分功率。

　　换能器几个匹配的注意点：

　　频率匹配同样也非常重要。这首先是因为只能工作在他的谐振频率点，所以驱动电源、变幅杆、焊接模具(工具头)都应该在这个频率下工作。一般而言，我们希望这个差别不超过±0.1kHz，能小一点就更好。我们强烈建议您配套焊接模具(焊头)的频率低于振动子频率0.1kHz左右(小信号频率) 。同时就应考虑到，超声波换能器接上变幅器和模具头后，系统的谐振频率峰会变得很尖锐，也即带宽很窄，机械品质因数很大，频率偏移一点都会造成阻抗很大的增加。表现在驱动电源上就是电源(振幅表电功率)很大或过载保护。若刚好这时是空载调机，则很可能会造成晶片错位，晶片裂或中心螺杆断。

　　功率匹配和阻抗匹配主要是考虑到超声波焊接系统是间隙式工作，负载变化极大，焊接时要有足够的功率输出，空载时要控制在最小振幅。否则，就像前面提到的，空载时输入很大，则损坏换能器。满载时功率上不去，焊不牢还是没用的。

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