超声换能器是超声加工处理设备中把超声频电能转换为超声能的器件。目前,广泛采用的超声换能器有两种类型。
1.磁致伸缩换能器
磁致伸缩换能器根据材料的类型,分为两类:一类是用具有磁致伸缩特性的金属材料(如铁钴合金和铝铁合金等)薄片叠集而成。其特点是机械强度高,发射功率大,性能稳定,具有中等程度的电声效率,工作频率范围一般在50khz以下。有窗式及环形换能器两种结构型式。另一种是用铁氧体粉状材料经压制成型和烧结而成,其特点是成型容易,材料电阻率高,电声转换效率比前者高,工作频率可达100khz,但机械强度比前者低,发射功率要小些。
磁致伸缩换能器还具有居里点高、供电电压低、易于冷却的特点。
2.压电换能器
压电换能器根据材料的类型,也可分为两类:一类是用具有压电特性的单晶材料(如石英晶体)按方向切割、研磨而成。其特点是发射功率大,电声效率高,适用于高频范围(可达几千兆赫)工作。但由于阻抗高,供电电压比较高,使用不方便;另一类是用粉状材料经压制成型、烧结、极化而成的压电陶瓷。其特点是成型容易、电声效率高、阻抗低,供电电压比前者低,同样适用于高频范围工作。此外,目前还大量采用夹芯式结构,用于低频范围(几千赫至几十千赫)。压电陶瓷换能器利用不同的极化和组合,可以方便地实现各种振动方式,以适应不同的超声加工处理需要,不足的是抗张强度低,但由于材料来源比较丰富,价格便宜,应用逐渐增多。
超声波换能器的主要技术参数:
1、谐振频率f:15khz~60khz;
2、阻抗r:≤15ω,指用阻抗特性分析仪等类似仪器测得的阻抗;
3、电容量ct:≤15nf,即超声波换能器的自由电容;
4、大功率p:3000w,整机厂家可能对于不同用途和目的的机器的标称功率有不同的规定,换句话说,同样的换能器用在不同的机器上标称功率可能是不同的。因此,在选购超音波换能器时,只能参考其大功率;
5、大振幅:该参数与换能器功率、变幅杆形状和工具头有关系;
6、工作方式:连续工作或脉冲式工作;
7、工作环境湿度:相对湿度≤85%(无凝露);
8、工作环境温度:-10℃~60℃;
9、材料:铝合金、不锈钢和钛合金,可根据用户要求定制;
10、外形尺寸:视客户的应用环境和实际需求而定;
11、重量:10kg。
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