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超声波换能器是用来进行能量转换的器件,是将一种形式的能量转换为另一种形式能量的装置。在声学研究领域中,超声波换能器主要是指电声超声波换能器,它能实现电能和声能之间的相互转换。超声波超声波换能器的特性参数包括共振频率、频带宽度、机电耦合系数、电声效率、机械品质因数、阻抗特性、指向性、发射及接收灵敏度等。
不同用途的超声波换能器对性能参数的要求是不同的,如对于发射超声波超声波换能器,要求超声波换能器有大的输出功率和高的能量转换效率;而对于接收型超声波超声波换能器,则要求宽的频带和高的灵敏度等。因此,在超声波换能器具体设计过程中,必须根据具体的应用,对超声波换能器的有关参数进行合理设计。
超声波超声波换能器是一种能量转换器件,它的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去,而它自身消耗掉很少的一部分功率(小于10%)。所以,使用超声波超声波换能器应考虑的问题就是与输入输出端的匹配。
超声波发生器与超声波换能器匹配包括两个方面,一是通过匹配使发生器向超声波换能器输出额定的电功率,这是由于发生器需要一个佳的负载才能输出额定功率所致,把超声波换能器的阻抗变换成佳负载,也即阻抗变换作用;二是通过匹配使发生器输出效率高,这是由于超声波换能器有静电抗的原因,造成工作频率上的输出电压和电流有一定相位差,从而使输出功率得不到期望的大输出,使发生器输出效率降低,因此在发生器输出端并上或串上一个相反的抗,使发生器负载为纯电阻,也即调谐作用。由此可见匹配的好坏直接影响着功率超声源的产生和效率。
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