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什么是超聲波振板?有哪些優點?
日期:
2022-07-13
超聲波振板是超聲波焊接機的核心部件,猶如汽車的發動機。超聲波振板是將超聲波發生器輸出的高頻電能或磁能轉換成同頻率的機械振動。超聲波換能器分為兩種,一種是磁致伸縮換能器,一種是壓電陶瓷換能器。
超聲波振板的原理和作用:超聲波換能器是一種在超聲波頻率下產生諧振的壓電陶瓷,通過材料的壓電效應將電信號轉化為機械振動。超聲波換能器是一種能量轉換器件,它的作用是將輸入的電功率轉換成機械功率(即超聲波)然后傳遞出去,消耗自身功率的一小部分。
超聲波振板是超聲波焊機的心臟,超聲波換能器的設計直接關系到焊機的性能、穩定性和使用壽命。市場上使用的大多數壓電陶瓷換能器根據振動模式有許多種類,例如徑向振動、縱向復合振動、剪切振動和厚度振動。超聲波焊接機在焊接塑料工件時使用縱向高頻振動。工件的上模和下模在高頻振動摩擦下熔化,然后在壓力下焊接成型,達到焊接效果。
超聲波振板結構:壓電陶瓷換能器的結構由壓電陶瓷片、電極板、前后蓋等組成。后蓋板一般由質量較大的鋼材制成。前蓋板由輕質高強度的鋁合金或鈦合金制成。它由壓電陶瓷縱向效應器、陶瓷元件極化方向、電場方向和機械振動方向組成。
超聲波振板的優點
1、大部分陶瓷元件的抗壓強度很大,在環境強度突變時會加強,換能器的穩定性也會突變。由于陶瓷材料的缺陷,允許拉應力小,所有局部超聲波都配有過載系統,避免過載時換能器損壞。
2、由于中間匯流部分由兩端軸向極化環上的一組電極軸組成,因此可以使用的有效耦合系數。
3、可以選擇環的數量和連接方式,從而可以在更寬的阻抗和頻率范圍內設計換能器。
4、通過改變前后金屬蓋的數據大小,可以控制換能器的帶寬、前后振動速比、有效機電耦合系數等性能參數。
超聲波振板是醫用超聲系統的重要核心部件,它把系統的電信號轉換成超聲波,超聲波從人體反射回來再轉換回電信號,再送回系統形成圖像。換能器之所以是整個系統的核心,是因為俗話說“垃圾進,垃圾出”,換能器發回系統的原始信號的質量,是系統圖像的“原始素材”。系統工程師可以使用各種強大的信號處理算法來優化圖像,但原始信號的質量是提高圖像質量關鍵的基礎。
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