換能器（能量轉換裝置）

換能器（能量轉換裝置）

換能器 （能量轉換裝置） 次瀏覽 | 2022.08.28 11:18:20 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 換能器能量轉換裝置

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的裝置稱為換能器，也稱有源傳感器。換能器是超聲波設備的核心器件，其特性參數決定整個設備的性能。換能器的特性取決與選材和制作工藝，同樣尺寸外形的換能器的性能和使用壽命是千差萬別的。

中文名

換能器

外文名

energy?converter

別稱

有源傳感器

運用領域

超聲波設備的核心器件

類別

磁致伸縮和壓電晶體

外形分類

按組成換能器的壓電元件形狀分為薄板形，圓片形，圓環形，圓管形，圓棒形，薄殼球形，壓電薄膜等；

按振動模式分為伸縮振動，彎曲振動，扭轉振動等；

按伸縮振動的方向分為厚度，切向，縱向，徑向等；

按壓電轉換方式分為發射型(電-聲轉換)，接收型(聲-電轉換)，收發兼用型等。

按傳播介質分為液介，固介，氣介等。

性能參數

換能器是一種能量轉換器件，其性能描述和評價需要許多參數。換能器的特性參數包括共振頻率、頻帶寬度、機電耦合系數、電聲效率、機械品質因數、阻抗特性、頻率特性、指向性、發射及接收靈敏度等等。不同用途的換能器對性能參數的要求不同，例如，對于發射型換能器，要求換能器有大的輸出功率和高的能量轉換效率；而對于接收型換能器，則要求寬的頻帶和高的靈敏度及分辨率等。因此，在換能器的具體設計過程中，必須根據具體的應用，對換能器的有關參數進行合理的設計。

為了確定換能器的工作狀態，必須求出機械振動系統的狀態方程式和電路系統狀態方程式。換能器機械系統的狀態方程式(簡稱為機械振動方程)是換能器處于工作狀態時，描寫機械振動系統的力和振速的關系式，而電路系統的狀態方程式(簡稱電路狀態方程式)是描寫電路系統的振動特性的。由于換能器的機械系統和電路系統是互相耦合的，所以機械系統的振動會影響到電路的平衡，而電路的變化也會影響到機械系統的振動，因此我們總是利用這些方程組分析、討論換能器的工作特性。

由上述換能器的三組基本關系式，可以對應地作出換能器三種形式的等效圖。第一種是等效機械圖，將換能器等效為一個純機械系統的等效圖；第二種是把機械一邊的元件和參量，通過機電轉換化為電路一邊的元件和參量，即把一個換能器等效為一個純電路系統，稱此為等效電路圖；第三種稱為等效機電圖，同時包含電路一邊和機械一邊的等效圖。利用這些等效圖可以簡便地求出換能器的若干重要的性能指標。

應用

常用的大功率超聲波換能器，應用于超聲波塑料焊接機、超聲波金屬焊接機、各種手持式超聲波工具、連續工作的超聲波乳化均質器、霧化器、超聲波雕刻機等設備。常用的15KHz、20KHz、28KHz、35KHz、40KHz、55KHz、70KHz等產品。還可以根據客戶特殊要求設計制作非標換能器，以滿足各種需求。

磁致伸縮

磁致伸縮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，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，所以很少使用。

壓電晶體

最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，稱為壓電換能器。

壓電效應將電信號轉換為機械振動。這種換能器電聲轉換效率高，原材料價格便宜，制作方便，也不容易老化。

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點，可用作超聲波清洗，探傷和小功率超聲波加工的換能器。

壓電換能器的應用十分廣泛，按應用的行業分為工業、農業、交通運輸、生活、醫療及軍事等。

按實現的作用分為超聲波加工、超聲波清洗、超聲波探測以及超聲波霧化等。

清洗去水垢

加濕器有風無霧，長時間使用自來水，停留的水垢致使換能器上結了水堿，不能正常運轉，霧自然就少了或噴不出來。處理方法：自制檸檬除水垢。檸檬中含有大量檸檬酸鹽，能夠抑制鈣鹽結晶。

注意：不要使用強酸，不利于保養，而且存在安全隱患。

問題處理

一般加濕器不噴霧都要把霧化片換掉。有些霧化片是不銹鋼的，處理時不能用硬物搽刮，一旦金屬鍍層脫落，霧化片不能正常工作，霧就不能出來，需要更換，不過更換內部霧化片，最好還是找產品的售后，因為霧化片的規格并不是具有唯一性的。

參考資料