压电超声换能器原理及研究进展.pptx

压电超声换能器原理及研究进展 压电超声换能器是一种将声能与电能相互转换的部件，广泛应用于超声加工、超声清洗、超声探测、检测、监测、遥测、遥控等领域。压电超声换能器的原理基于压电效应和逆压电效应，通过对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象，实现声能与电能的转换。 压电超声换能器的主要参数包括机电耦合系数、电能机械能转换效率系数、介质损耗因子、tanθ、机械损耗因子、tanθM、损耗机械能与介质存储机械能频率常数N、机械频率与决定该频率的线性尺寸乘积N=f0* h等。 压电超声换能器的应用非常广泛，如压电陶瓷变压器、超声马达、超声波清洗、超声焊接、超声加工、交通监测、机器人成像信息采集等。其中，超声马达是一种利用压电晶体的逆压电效应让马达定子处于超声频率振动，然后靠定子和转子间的摩擦力来传递能量带动转子转动的马达。 压电陶瓷变压器是利用极化后压电体的压电效应来实现电压输出的。其输入部分用正弦电压信号驱动，通过逆压电效应使其产生振动，振动波通过输入和输出部分的机械耦合到输出部分，输出部分再通过正压电效应产生电荷，实现压电体的电能一机械能一电能的两次变换，在压电变压器的谐振频率下获得最高输出电压。 压电超声换能器的发展方向为大功率、低压驱动、高频、薄膜化、微型化、集成化，以及开发新型压电超声材料。微型化是当前压电超声换能器的一个重要发展方向，微型马达的出现将使得微型血管机器人、微型飞机等设备的出现成为可能。新型压电材料的开发也将为压电超声换能器的发展提供新的机遇。 在压电超声换能器的研究中，压电材料的选择和设计是非常重要的。压电材料的种类包括石英晶体、铌酸锂、罗谢尔盐、磷酸二氢钾、钛酸钡陶瓷、镐钛酸铅陶瓷、偏铌酸铅陶瓷、铌酸钾钠陶瓷等。每种压电材料都有其特点和优缺，选择合适的压电材料对压电超声换能器的性能和应用范围都有着重要的影响。 压电超声换能器是一种非常重要的技术，具有广泛的应用前景和发展潜力。其原理和应用都在不断地发展和完善，为我们提供了更多的可能性和机遇。