Prinsip reka bentuk litar transduser ultrasonik

Transduser ultrasonik ialah peranti penukaran tenaga yang diperlukan untuk menjana gelombang ultrasonik, dan menukar tenaga ayunan elektromagnet ultrasonik kepada gelombang bunyi. Ia adalah transduser ultrasonik, juga dikenali sebagai transduser tanduk, yang dicirikan oleh berat ringan, saiz kecil dan tenaga tinggi. Dalam rajah, 1 ialah penutup hadapan logam, 2 ialah wayar elektrod, 3 ialah plat seramik piezoelektrik, 4 ialah penutup belakang logam, dan 5 ialah skru prapemasangan.

Kepingan seramik piezoelektrik setiap dua helaian bersebelahan dipolarisasi dalam arah yang bertentangan, dan bilangan wafer adalah nombor genap, supaya plat penutup logam hadapan dan belakang disambungkan kepada elektrod kekutuban yang sama, jika tidak, gasket penebat dicelah antara plat penutup depan dan belakang dan wafer. Di antara kedua-dua wafer, sekeping loyang nipis (ketebalan kurang daripada 0.1 mm) biasanya diapit di antara wafer dan penutup logam sebagai plumbum elektrod pematerian; wafer, kuprum elektrod, sokongan logam, dan penutup hadapan dan belakang logam digunakan dengan kuat. Skru terpaku, pra-tegasan boleh diketatkan sebelum atau selepas pengawetan epoksi. Oleh kerana tegasan mampatan seramik piezoelektrik adalah lebih besar daripada tegasan mampatan; lapisan bersimen juga mudah dimusnahkan semasa peringkat regangan di bawah amplitud yang besar, jadi skru pra-tambahan digunakan untuk menekan wafer dan bahagian gluing vibrator. Untuk memastikan operasi peranti yang selamat. Jumlah prategasan yang digunakan hendaklah dikawal dengan betul. Pada masa hadapan, muat padat akan memerlukan mesin basuh spring berbentuk cakera dan mesin basuh antara skru pra-tegasan dan penutup. Di samping itu, skru prategasan mempunyai kesan kecil pada kekerapan resonans, dan kecekapan penukaran elektroakustik tidak berubah. Kuasa maksimum daripada transduser pembersih ultrasonik yang boleh diserap dan didarab, dan fungsi utama transduser adalah seperti berikut:

1, penggetar

The bahan seramik piezoelektrik dipanggil elemen penukaran elektroakustik. Untuk pengayun separuh panjang gelombang, apabila ia bergetar, amplitud kedua-dua hujung adalah yang terbesar, dan terdapat bahagian dengan halaju getaran sifar di tengah, yang menjadi satah nod, dan kedudukan satah nod Ketumpatan, sambungan akustik dan saiz penutup belakang dan timbunan wafer berbeza-beza. Plat bahagian diletakkan pada kedudukan bahagian untuk menetapkan penggetar dan mempertimbangkan struktur transduser secara keseluruhan. Jika voltan ultrasonik adalah sama dengan frekuensi semula jadi penggetar digunakan pada elektrod penggetar dan penggetar bergetar berkadaran dengan amplitud voltan, pergerakan membujur kedua-dua plat penutup logam ditolak untuk menyebarkan tenaga ultrasonik.

2, penutup kelajuan depan dan belakang

Penutup hadapan logam diperbuat daripada logam ringan seperti aluminium keras atau aloi magnesium, dan penutup belakang diperbuat daripada logam berat keluli atau loyang untuk menjadikan penutup hadapan menghasilkan anjakan yang jauh lebih besar daripada penutup belakang. Mengikut undang-undang pemuliharaan momentum dan prinsip kerja transduser, dapat dilihat bahawa momentum pada kedua-dua belah plat bahagian adalah sama dan bertentangan arah, dan kelajuan gerakan adalah berkadar songsang dengan ketumpatan. Aluminium digunakan sebagai penutup hadapan, dan keluli digunakan sebagai penutup belakang, dan nisbah anjakan adalah kira-kira tiga hingga satu. Dalam kes ini, anjakan permukaan logam ringan adalah besar, dan sebahagian besar tenaga getaran yang disimpan dalam penggetar boleh dipancarkan. Penutup hadapan logam ringan direka untuk dinyalakan untuk dipadankan dengan aluminium keras (graviti tentu 27) dan air (graviti tentu 1) untuk memudahkan penghantaran arah tenaga ultrasonik.

Penjana ultrasonik ialah pengayun elektronik frekuensi ultrasonik. Apabila frekuensi ultrasonik yang dihasilkan oleh pengayun digunakan pada transduser cincin piezo transduser ultrasonik, unsur seramik piezoelektrik menjana getaran membujur di bawah tindakan medan elektrik. Apabila elemen piezoelektrik berayun secara ultrasonik, ia kelihatan seperti omboh kecil dengan amplitud kecil kira-kira 1~10-20μm, tetapi pecutan getaran ini adalah sangat besar, iaitu 10~103 kali pecutan graviti, jadi tenaga ayunan elektromagnet ini ditukar kepada tenaga getaran yang besar ini, bergerak ke arah tenaga getaran yang besar.

3, pengayun ultrasonik (litar pemacu)