換能器由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接收器組成。壓電陶瓷圓盤換能器采用厚度方向極化的PZT-5壓電材料制成，Cymbal陣列接收器由8~16只Cymbal換能器、兩個金屬圓環(huán)和橡膠墊圈組成。本發(fā)明的作用距離大于35m，頻帶寬度達到10kHz，能檢測高速移動的遠距離目標。

發(fā)展史

20世紀初，電子學的發(fā)展使人們能利用某些材料的壓電效應和磁致伸縮效應制成各種機電換能器。1917年，法國物理學家朗之萬用天然壓電石英制成了夾心式超聲波換能器，并用來探查海底的潛艇。隨著軍事和國民經(jīng)濟各部門中超聲應用的不斷發(fā)展，又出現(xiàn)更大超聲功率的磁致伸縮換能器，以及各種不同用途的電動型、電磁力型、靜電型換能器等多種超聲波換能器。

材質(zhì)分類

超聲波換能器一般有磁致伸縮換能器和壓電晶體換能器兩類。

磁致伸縮類型

屬于磁致伸縮的有鎳片換能器和鐵氧體換能器。

鐵氧體換能器的電聲轉換效率比較低，一般使用一、二年后效率下降，甚至幾乎喪失電聲轉換能力。鎳片換能器的工藝復雜，價格昂貴，所以至今很少使用。

壓電晶體類型

 

常用的材料有石英晶體、鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛。石英晶體的伸縮量太小，3000V電壓才產(chǎn)生0.01um以下的變形。鈦酸鋇的壓電效應比石英晶體大20-30倍，但效率和機械強度不如石英晶體。鋯鈦酸鉛具有二者的優(yōu)點，一般可用作超聲波清洗，探傷和小功率超聲波加工的換能器。

組成

1.中央壓電陶瓷元件    2.前后金屬蓋板   3.預應力螺桿   4.電極片以  5.絕緣管

這種夾心換能器在負荷變化時產(chǎn)生穩(wěn)定的超聲波，是獲得功率超聲波驅動源的最基本最主要的方法。

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