您当前的位置： 首页 > 资讯频道 > 新闻资讯 > 应用知识 > 超声波换能器-夹心式压电换能器的应用说明

超声波换能器-夹心式压电换能器的应用说明

来源： | 发布日期：2022-03-11

在进行超声波焊接时一般都会考虑到实用性，在功率超声波中振动频率往往处于低频超声波范围。为了降低超声波交换器的工作频率，获得较高的纵向振动电声效率，在工程技术中常用复合型夹心压力交换器结构。也就是说，由片状压电体堆与前后端金属块组合而成。

这里说到的改进是指考虑到压力陶瓷体的拉伸强度差，通过金属块对压力电体施加足够的预应力，使压力电交换器产生大功率振动时，压力电效应始终处于压缩周期变化中，这种力学状态保证压力电体不破裂，最大限度地发挥换能器的功能，这是压电换能器能广泛应用于功率超声技术中关键之一。

其次，夹心式压电换能器通过改变金属块的厚度可以获得不同的工作频率(5kHz-100kHz)，制作方便，其典型结构如图L18所示。图中结构由PZT压电陶瓷、电极片、预应力螺杆及前后金属盖板等组成。压电陶瓷片以偶数重叠台，相邻两片极化方向相反，电极片之间采用并联方法连接。

前盖板一般为钛.铝合金，后盖板一般为钢。这些材料的疲劳强度高，材料的机械损失低。组合前的加工另一个部件的光滑度和平行度必须充分，以确保换能器具有良好的机电耦合特性。预应力螺杆由高强度螺栓钢制成，抗张强度在80kg/2mm以上。对于不同的使用对象，前后盖可以形成不同的形状。例如，在超声波清洗的应用中，为了增大辐射阻力，前盖成了喇叭形，适当增大辐射面。在超声波塑料焊接等应用中，为了将超声波能量的高度集中在一定的加工面积上，前盖可以形成各种λ/4聚能器形式。

夹心式换能器的压电晶片数量、形状、直径和厚度。它是根据工作频率和需要给木屐的声音功率等条件设计的。除此之外，根据振子的共振条件，计算前后板的厚度和振子节点(即振幅为零的部分，作为固定点)。一般振子的长度为λ/4、λ/2或3λ/2等。这个λ（波长）是等效波长，因为振子是不均匀的复合结构。