超聲波換能器是一種能把高頻電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種裝置,一般有磁致伸縮式和壓電陶瓷式.電源輸出到超聲波發(fā)生器,再到超聲波換能器,一般還要經(jīng)過超聲波導(dǎo)出裝置就可以產(chǎn)生超聲波了.
超聲波換能器的結(jié)構(gòu)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(shù)換能器相同的作用,，主要用于發(fā)射并接收超聲波；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(huán)和橡膠墊圈組成,，接收壓電陶瓷圓盤換能器頻帶外產(chǎn)生的多普勒回?fù)苄盘枴?/div>
超聲波換能器分類：
1,、柱型
2、倒喇叭型
3,、鋼后蓋型
4,、中間夾鋁片型
主要適用于超聲波塑料焊接機(jī),、超聲波切割刀、超聲波金屬焊接機(jī),，,，超聲波聲化學(xué)設(shè)備等。
超聲波換能器在合適的電場激勵(lì)下能發(fā)生有規(guī)律的振動(dòng),，其振幅一般10μm左右,，這樣的振幅要直接完成焊接和加工工序是不夠的。連上通過合理設(shè)計(jì)的變幅桿后,，超聲波的振幅可以在很大的范圍內(nèi)變化,，只要材料強(qiáng)度足夠，振幅可以超過100μm,。
因加工方式和要求不同,，換能器的工作方式大致可分為連續(xù)工作（如花邊機(jī)，CD機(jī),，清洗機(jī),，拉鏈機(jī)）和脈沖工作（如塑料焊機(jī)），不同的工作方式對換能器的要求是不同的,。一般而言,，連續(xù)式工作幾乎沒有停頓時(shí)間，但工作電流不是很大,，脈沖工作是間歇的,，有停頓，但瞬間電流很大,。平均而言,，二種狀態(tài)的功率都是很大的。
使用超聲波換能器最主要考慮的問題就是與輸入輸出端的匹配,，其次是機(jī)械安裝和配合尺寸,。換能器的頻率相對而言還比較直觀些。該頻率是指用頻率（函數(shù)）發(fā)生器,，毫伏表,，示波器等通過傳輸線路法測得的頻率，或用網(wǎng)絡(luò)阻抗分析儀等類似儀表測得的頻率,。一般通稱小信號頻率,。與它相對應(yīng)的是上機(jī)頻率，即客戶將換能器通過電纜連到機(jī)箱上,，通電后空載或有載時(shí)測得的實(shí)際工作頻率,。因客戶匹配電路各不相同，同樣的換能器在不同的驅(qū)動(dòng)電源（電箱）表現(xiàn)出來的頻率是不同的,，這樣的頻率不能作為交流討論的依據(jù),。
讓換能器和驅(qū)動(dòng)電源,、模具良好配合以形成一臺完整的超聲波設(shè)備可以簡稱為匹配。由于匹配對整機(jī)性能的影響是決定性的,，無論怎樣強(qiáng)調(diào)匹配的重要性都不為過,。匹配最主要考慮的因素是換能器的電容量，其次是換能器的頻率,。
換能器與驅(qū)動(dòng)電源的匹配主要有4個(gè)方面,，即阻抗匹配、頻率匹配,、功率匹配,、容抗匹配。其中最主要的是容抗和頻率,。如前所述因?yàn)樘沾善墙^緣體,，你幾乎可以理解為換能器是不通電的，它只是相當(dāng)于一個(gè)電容器,。要使換能器工作,，實(shí)際上是通過驅(qū)動(dòng)電路對它施加交流高電壓，讓換能器的電容充放電,。壓電陶瓷片在交變電場的作用下做同步伸縮變形,，形成了整個(gè)換能器的縱向振動(dòng)，從而帶動(dòng)變幅桿和模具振動(dòng),。所以,，若電容匹配不好，輕者是換能器無力,，焊不牢,；重者換能器發(fā)熱嚴(yán)重,，燒電極片,、燒電源的大功率管。我們的換能器產(chǎn)品附有產(chǎn)品性能參數(shù)表,，給出了每個(gè)換能器的電容和頻率,。驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)該根據(jù)換能器的電容量，調(diào)整高壓變壓器,，匹配電容板,，峰化線圈，調(diào)頻線圈等的參數(shù),。由于電感和電容量的敏感性,，功放板，扼流線圈及其他外圍電路對匹配也有影響,。而且隨著工作進(jìn)行,，換能器的溫度會(huì)升高,，導(dǎo)致電容也會(huì)升高且變化量可能會(huì)超過50%，若不能將電容有效地匹配掉,，就會(huì)造成回路中電流電壓相位差很大,，功率因素很低，虛功高,?？纯措娏骱艽螅珦Q能器沒力,，易發(fā)熱,，且電源的功率器件也容易發(fā)熱損壞。一般換能器電極片（耳朵）振裂或燒掉很可能就是由此引起的,。
頻率匹配同樣也非常重要,。這首先是因?yàn)槌晸Q能器只能工作在他的諧振頻率點(diǎn)，所以驅(qū)動(dòng)電源,、變幅桿,、模具（工具頭）都應(yīng)該在這個(gè)頻率下工作。一般而言,，這個(gè)差別最大不超過±0.1kHz,，能小一點(diǎn)就更好。我們強(qiáng)烈建議配套模具（焊頭）的頻率低于振動(dòng)子頻率0.1kHz左右（小信號頻率）,。也就是說,，若原振動(dòng)子小信號測量的頻率是14.85 kHZ，則連上模具后再測頻率為14.75 kHZ最為理想,。同時(shí)就應(yīng)考慮到,，超聲波換能器接上變幅桿和模具頭后，系統(tǒng)的諧振頻率峰會(huì)變得很尖銳,，也即帶寬很窄,，機(jī)械品質(zhì)因數(shù)很大，頻率偏移一點(diǎn)都會(huì)造成阻抗很大的增加,。表現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)電源上就是電源（振幅表電功率）很大或過載保護(hù),。若剛好這時(shí)是空載調(diào)機(jī)，則很可能會(huì)造成晶片錯(cuò)位,，晶片裂或中心螺桿斷,。
功率匹配和阻抗匹配主要是考慮到超聲波焊接系統(tǒng)是間隙式工作，負(fù)載變化極大,，焊接時(shí)要有足夠的功率輸出,，空載時(shí)要控制在最小振幅。否則，就像前面提到的,，空載時(shí)輸入很大,，則損壞換能器。滿載時(shí)功率上不去,，沒有效果,。
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