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換能器是超聲波設備主要的零件之一

閱讀：45發布時間：2024-8-21

　　簡介：

　　超聲波換能器是實現電能、機械能或聲能從一種形式的能量轉換為另一種形式的能量裝置，又稱超音波換能器，也稱有源傳感器。

　　其中較成熟可靠的是以壓電效應實現電能與聲能相互轉換的器件，又稱壓電換能器。壓電換能器是由壓電陶瓷元件、前后金屬蓋板、預應力螺桿、電極片、絕緣管組成的。超聲波換能器幾乎應用于所有超聲波設備。

　　原理：

　　超聲波換能器是把高頻電能轉化為機械能的裝置。由材料的壓電效應將電信號轉換為機械振動。超聲波換能器是一種能量轉換器件，它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，而自身消耗很少的一部分功率。

　　換能器幾個匹配的注意點：

　　頻率匹配同樣也非常重要。這首先是因為只能工作在他的諧振頻率點，所以驅動電源、變幅桿、焊接模具(工具頭)都應該在這個頻率下工作。一般而言，我們希望這個差別不超過±0.1kHz，能小一點就更好。我們強烈建議您配套焊接模具(焊頭)的頻率低于振動子頻率0.1kHz左右(小信號頻率) 。同時就應考慮到，超聲波換能器接上變幅器和模具頭后，系統的諧振頻率峰會變得很尖銳，也即帶寬很窄，機械品質因數很大，頻率偏移一點都會造成阻抗很大的增加。表現在驅動電源上就是電源(振幅表電功率)很大或過載保護。若剛好這時是空載調機，則很可能會造成晶片錯位，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是間隙式工作，負載變化極大，焊接時要有足夠的功率輸出，空載時要控制在最小振幅。否則，就像前面提到的，空載時輸入很大，則損壞換能器。滿載時功率上不去，焊不牢還是沒用的。

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