磁致伸缩换能器有管状、圆环及棒型等结构形成。在功率超声中,常用的是棒型结构。由图1.14(a)可见,带盖板单窗形中其棒长h ,盖板厚度d,上下盖板为对称。由图1.14(b)可见,带盖板多窗形换能器是由磁致伸缩芯、线绕组等组成;为了尽量减小磁性为了尽量减小磁性材料的涡流损耗, 磁芯由薄片叠成。
磁性材料的薄片经高温800℃ 典型磁致伸缩换能器结构热处理后,使表观层生成一墨绿色的氧化物,使片与片之间保证良好的绝缘状态。对于用镍片制做磁致伸缩材料,其厚片约0.05-0.2mm;在棒 的前后两端设有厚度为d的盖板,前盖板为超声辐射面;辐射面通常设计成矩形或方形。
该前后盖板对称的棒形振子的设计公式,即机械共振频率方程为
式中,S为棒的横截面积;S1为盖板面积;通常S/S1取0.5左右。
公式(1.43)为设计磁致伸缩棒形换能器的基本公式和理论基础。