壓電陶瓷與超聲波怎麼諧振

㈠ 超聲波距離感測器的結構與工作原理

當電壓作用於壓電陶瓷時，就會隨電壓和頻率的變化產生機械變形。另一方面，當振動壓電陶瓷時，則會產生一個電荷。利用這一原理，當給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個金屬片構成的振動器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個電信號時，就會因彎曲振動發射出超聲波。相反，當向雙壓電晶片元件施加超聲振動時，就會產生一個電信號。基於以上作用，便可以將壓電陶瓷用作超聲波感測器。
如超聲波感測器，一個復合式振動器被靈活地固定在底座上。該復合式振動器是諧振器以及，由一個金屬片和一個壓電陶瓷片組成的雙壓電晶片元件振動器的一個結合體。諧振器呈喇叭形，目的是神清能有效地輻射由於振動而產生的超聲波，並且可以有效地使超聲波聚集在振動器的中央部位。
室外用途的超聲波感測器必須具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰塵的侵入。壓電陶瓷被固定在金屬盒體的頂部內側。底座固定在盒體的開口端，並且使用樹脂進行覆蓋。對應用於工業機器人的超聲波感測器而言，要求其精確度要達到1mm，並且具有較強的超聲波輻射。
利用常規雙壓電晶片元件振動器的彎曲振動，在頻率高於75kHz的情況下，是不可能達到此目的的。所以，在高頻率探測中，必須使用垂直厚度振動模式的壓電陶瓷。在這種情況下，壓電陶瓷的聲阻抗與空氣的匹配就變得十分重要。壓電陶瓷的聲阻抗為2.6×107kg/m2s，而空氣的聲阻抗為4.3×102kg/m2s。5個冪的差異會導致在壓電陶瓷振動輻射表面上的大量損失。一種特殊材料粘附在壓電陶瓷上，作為聲匹配層游斗前，可實現與空氣的聲阻抗相匹配。這種結構可以使超聲波感測器在高達數百kHz頻率的情況下，仍然能夠正常銷友工作。

㈡ 關於壓電陶瓷片超聲換能器的頻率問題

頻率是由電源頻率決定的，不論你用多少頻率的換能器，電源的頻率是多少，激發出來頻率和你的電源頻率是一樣的，但是這個裡面有個諧振點的問題，雖然能起振，但是換能器不再諧振點上，所以電流將會很大，關鍵是看你這個換能器在幾次能起振了。如果給的頻率不在基次諧波點上，也是不能起振的。

㈢ 壓電式超聲波換能器原理是什麼

超聲換能器是將電能轉化為機械振動並放大振幅的部件，主要包括超聲換能器，超聲波變幅桿和超聲波焊頭。超聲波塑料焊接機上的超聲換能器的工作原理，就是利用壓電陶瓷材料的逆壓電效應產生振動工作的。

將一壓電晶體置於外電場中，在電場的作用下，引起晶體內部正負電荷重心的移動，這一極化位移又導致晶體發生形變，這就叫做逆壓電效應。

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超聲波換能器的應用十分廣泛,它按應用的行業分為工業、農業、交通運輸、生活、醫療及軍事等。按實現的功能分為超聲波加工、超聲波清洗、超聲波探測、檢測、監測、遙測、遙控等；按工作環境分為液體、氣體、生物體等;按性質分為功率超聲波、檢測超聲波、超聲波成像等。

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生的機械起剝落作用, 同時能促進清洗液與污物發生化學反應, 達到清洗物件的目的。超聲波清洗機所用的頻率根據清洗物的大小和目的可選用10～500 kHz, 一般多為20～50 kHz。

㈣ 何謂超聲波換能器的共振狀態

1、超聲換能器（壓電陶瓷諧振換能片）是一種電致伸縮陶瓷材料,它有一個固有頻率.如果外來驅動信號的頻率和這個固有頻率相同,換能片的總體外特性就會呈純阻性,換能效率最高.這就是它的共振（諧振）狀態。
2、共振是有條件的,對於管共振來講,一般是1/4波長共振,計算公式是：聲波的1/4波長＝管的長度＋管徑折算的有效長度；當發生共振後,就可以用管的長度和管徑計算出波長,並計算出聲速（頻率乘波長＝聲速）；不發生共振就計算不出波長,那聲速就無法計算；判斷測量系統是否處於共振狀態就是測量聲波能量是否處於最大,方法是用頻率掃描,當聲能量輸出為最大時,記錄輸出頻率,然後計算；對於管共振測量聲速有一個缺陷,就是管徑折算的有效長度問題；通常測量聲速用駐波方法,測量駐波的相鄰波峰或波節（半波長）；

㈤ 壓電式超聲波換能器原理是什麼

壓電式超聲波換能器原理
超聲波換能器，本身就是頻率與其諧振頻率同樣的壓電陶瓷片，運用的是原材料的壓電效應將電能轉換為機械振動。通常情況下，一般由超聲波發生器造成超聲波，經超聲波換能器把它轉換成機械振動，再經過超聲波導出來設備、超聲波接收裝置便能造成超聲波。

超聲波換能器的應用：
超聲波清洗機充分利用超聲波在清潔液中逐漸地開展散播來清洗物件上的污漬，其超聲波振動頻率就是由超聲波換能器所決定的，可以根據清洗物來設置不一樣的頻率從而達到清洗的目的。
超聲波焊接機充分利用超聲波換能器造成超聲波振動，振動造成摩擦促使焊區局部熔化從而接拼在一起。
超聲波馬達中並不添加超聲波換能器，僅僅把它定子類似為換能器，充分利用逆壓電效應造成超聲波振動，根據定子與轉子的摩擦從而帶動轉子轉動。

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㈥ 壓電換能器的工作原理和應用

超聲波換能器，利用與其諧振頻率相同的壓電陶瓷的壓電效應，將電能轉換為機械振動。通常先由超聲波發生器產生超聲波，經超聲波換能器將其轉換為機械振動，再經超聲波導出裝置、超聲波接收裝置便可產生超聲波。所以，作為一種能量轉換器件，超聲波換能器的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率（即超聲波）再傳遞出去，而其自身則消耗很少的一部分功率。

Uson-21超聲波液位計

超聲波換能器的結構主要有外殼、聲窗（匹配層）、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜、接收器等幾大部分組成。其中，壓電陶瓷圓盤換能器具有大多數換能器相同的作用，主要用於發射並接收超聲波；超聲波接收器在壓電陶瓷圓盤換能器的上面，主要由引出電纜、換能器、金屬圓環和橡膠墊圈組成，接收壓電陶瓷圓盤換能器頻帶外產生的多普勒回撥信號。

二、超聲波換能器的應用

超聲波換能器具有十分廣泛的應用，按應用的行業劃分，可分為工業、農業、交通運輸、生活、醫療及軍事等；按實現的功能劃分，可分為超聲波加工、超聲波清洗、超聲波探測、檢測、監測、遙測、遙控等；按工作環境劃分，可分為液體、氣體、生物體等；按性質劃分，可分為功率超聲波、檢測超聲波、超聲波成像等