(推荐)超声波换能器工作原理
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简单了解超声波换能器的作⽤超声波换能器是⼀种能把⾼频电能转化为机械能的装置,材料的压电效应将电信号转换为机械振动。
超声波换能器是⼀种能量转换器件,它的功能是将输⼊的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去,⽽⾃⾝消耗很少的⼀部分功率。
⼀、超声波换能器的⼯作原理:在总结超声波焊接机换能器的种类之前,我们先来了解⼀下超声波换能器的⼯作原理:超声波换能器是由锆钛酸铅压电陶瓷材料制造的夹芯式构件组成,通常在超声波焊接头处就会有⼀组超声波换能器。
超声波换能器主要功能是实现声能、电能、机械能的能量转换。
⼆、超声波换能器的作⽤:超声波换能器的作⽤主要表现在能量转化上,主要通过超声波换能器把超声波能量集中,然后转化到超声波模具及焊接头上。
三、超声波换能器的种类:超声波换能器的分类⽅式有多种多样,常见的有:1.按照换能器的振动模式,可分为剪切振动换能器、扭转振动换能器、纵向振动换能器、弯曲振动换能器等。
2.按照换能器的⼯作状态,可分为接收型超声换能器、发射型超声换能器和收发两⽤型超声换能器。
3.按照换能器的⼯作介质,可分为液体换能器、固体换能器以及⽓介超声换能器等。
4.按照换能器的输⼊功率和⼯作信号,可分为检测超声换能器、脉冲信号换能器、功率超声换能器、连续波信号换能器、调制信号换能器等。
5.按照换能器的形状,可分为圆柱型换能器、棒状换能器、圆盘型换能器、复合型超声换能器及球形换能器等。
6.按照能量转换的机理和所⽤的换能材料,可分为电磁声换能器、静电换能器、机械型超声换能器、磁致伸缩换能器、压电换能器等。
德召尼克(常州)焊接科技有限公司是⼀家在江苏常州注册的企业,以超声波焊接,振动摩擦焊接,激光塑料焊接应⽤为核⼼,⾮标⾃动化设备研发设计为依托的⾼科技企业。
⽬前公司主要业务领域涉⾜:电声⾏业,汽车⾏业、医疗⾏业,净⽔⾏业等不同领域。
公司秉承以科技为先导、以品质和效益为中⼼、以技术创新为推动⼒,致⼒于为客户提供先进的超声波,振动摩擦,激光等焊接领域的技术开发与研究,主要涉及产品包括:超声波塑料焊接、超声波⾦属焊接、振动摩擦焊接,激光塑料焊接系统、以及相应焊头、模具的设计和制造,⾮标⾃动化系统设备集成。
超声波换能器工作原理2、超声波换能器的工作原理(1) 超声波换能器:一种能把高频电能转化为机械能的一种装置,一般有磁致伸缩式和压电陶瓷式。
电源输出到超声波发生器,再到超声波换能器,一般还要经过超声波导出、接收装置就可以产生超声波了。
(2) 超声波换能器的组成:包括外壳、匹配层即声窗、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆,其特征在于它还包括阵列接收器,它由引出电缆、换能器、金属圆环、橡胶垫圈组成。
(3) 超声波换能器的原理与作用:超声波换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷,由材料的压电效应将电信号转换为机械振动.超声波换能器是一种能量转换器件,它的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去,面它自身消耗很少的一部分功率。
超声波换能器的种类:可分为压电换能器、夹心换能器、柱型换能器、倒喇叭型换能器等等。
40kHZ超声波发射/接收电路综述40kHZ超声波发射电路(1)40kHZ超声波发射电路之一,由F1~F3三门振荡器在F3的输出为40kHZ方波,工作频率主要由C1、R1和RP决定,用RP可调电阻来调节频率。
F3的输出激励换能器T40-16的一端和反向器F4,F4输出激励换能器T40-16的另一端,因此,加入F4使激励电压提高了一倍。
电容C3、C2平衡F3和F4的输出,使波形稳定。
电路中反向器F1~F4用CC4069六反向器中的四个反向器,剩余两个不用(输入端应接地)。
电源用9V叠层电池。
测量F3输出频率应为40kHZ±2kHZ,否则应调节RP。
发射超声波信号大于8m。
40kHZ超声波发射电路(2)40kHZ超声波发射电路之二,电路中晶体管VT1、VT2组成强反馈稳频振荡器,振荡频率等于超声波换能器T40-16的共振频率。
T40-16是反馈耦合元件,对于电路来说又是输出换能器。
T40-16两端的振荡波形近似于方波,电压振幅接近电源电压。
S是电源开关,按一下S,便能驱动T40-16发射出一串40kHZ超声波信号。
超声波换能器的结构及原理超声波的发射和接收,需要一种电-声之间的能量转换装置,这就是换能器。
超声换能器,也即超声传感器,是超声波流量计中的重要组成部分。
通常所说的超声换能器一般是指电声换能器,它是一种既可以把电能转化为声能、又可以把声能转化为电能的器件或装置。
换能器处在发射状态时,将电能转换为机械能,再将机械能转换为声能;反之,当换能器处在接收状态时,将声能转换为机械能,再转换为电能。
超声换能器通常都有一个电的储能元件和一个机械振动系统。
人们为研究和应用超声波,己发明设计并制成了许多类型的超声波发生器,目前使用较多的是压电型超声波发生器,而压电材料有单晶体的、多晶体复合的,如石英单晶体,钛酸钡压电陶瓷、锆钛酸铅压电陶瓷复合晶体(PZT)、PVDF等。
压电型超声波换能器是借助压电晶体的谐振来工作的,即晶体的压电效应和逆压电效应。
其结构原理如图3所示:图3超声波换能器结构原理图超声波换能器是一个超声频电子振荡器,当把振荡器产生的超声频电压加到超声换能器的压电晶体上时,压电晶体组件就在电场作用下产生纵运动。
压电组件振荡时,仿佛是一个小活塞,其振幅很小,约为(1~10) m ,但这种振动的加速度很大,约(10~10 3 ) g,这样就可以把电磁振荡能量转化为机械振动量,若这种能量沿一定方向传播出去,就形成超声波。
当在超声换能器的两电极施加脉冲信号时,压电晶片就会发生共振,并带动谐振子振动,并推动周围介质振动,从而产生超声波。
相反,电极间未加电压,则当共振板接收到回波信号时,由逆压电效应,将压迫两压电晶片振动,从而将机械能转换为电信号,此时的传感器就成了超声波接收器。
通常压电型超声波换能器可以等效地看作一个电压源和一个电容器的串联电路,如图 4(a)所示,也可以等效为一个电流源和一个电容器地并联电路,如图4(b)所示。
如果用导线将压电换能器和测量仪器连接时,则应考虑连接导线地等效电容、等效电阻、前置放大器地输入电阻、输入电容。
超声换能器的原理及设计
超声换能器是一种能将电信号转换成机械振动的装置。
其主要原
理是利用一些具有压电效应的晶体材料,例如石英、铁电陶瓷等,使
其在电场作用下发生机械振动,并将振动传递到超声介质中。
同时,
当超声波穿过介质时,它会与介质中各种材料发生相互作用,产生一
些有用的反射、散射和吸收现象,这些现象可以被超声检测装置用来
获得有关介质内部结构和性质的信息。
超声换能器的设计较为复杂,需要考虑多种因素,包括工作频率、振幅、灵敏度、直径、厚度、材料选择等。
其中,工作频率是影响超
声传播距离和分辨率的重要因素,而超声换能器的振幅和灵敏度则决
定了其检测能力和信噪比。
此外,超声换能器的材料选择和结构设计
也会对其性能产生重要影响。
为了满足不同的应用需求,超声换能器有多种不同类型,包括线
性阵列、扇形阵列、经典型、聚焦型、环形等。
每种类型的超声换能
器都有其特殊的优点和限制,需要根据具体应用场景进行选择和设计。
超声波焊接机换能器的设计1. 引言超声波焊接技术是一种常用的非常规焊接方法,通过超声波振动将焊接接头加热至熔点,实现接头的焊接。
而超声波焊接机的核心部件就是换能器,它能将电能转换为机械能,产生高频振动,从而实现焊接。
本文将详细介绍超声波焊接机换能器的设计,包括换能器的原理、设计要求、材料选择、结构设计等方面的内容。
2. 换能器的原理超声波焊接机的换能器是一种能将电能转换为机械能的装置,其原理基于压电效应。
压电材料在电场的作用下会发生形变,而当施加的电场频率与材料固有频率相同时,形变达到最大值。
利用这个原理,换能器可以将电能转换为机械能,并产生高频振动。
3. 设计要求超声波焊接机换能器的设计需要满足以下几个基本要求:3.1 高效率换能器需要能够将输入的电能高效地转换为机械能,并将能量传递给焊接接头,以实现快速而稳定的焊接。
3.2 耐高温焊接过程中,换能器需要承受高温环境,因此需要选择能够在高温下保持稳定性能的材料。
3.3 高可靠性换能器需要具备良好的可靠性,能够长时间稳定工作,不易发生故障。
3.4 易于安装和维护换能器的结构设计应该简单,方便安装和维护,以提高使用效率。
4. 材料选择超声波焊接机换能器的材料选择是设计的关键之一。
常用的材料包括压电陶瓷、钛合金、不锈钢等。
4.1 压电陶瓷压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料,具有良好的压电性能和高温稳定性。
常用的压电陶瓷材料有PZT(铅锆钛酸钡)和PZT-8等。
4.2 钛合金钛合金具有良好的机械性能和耐高温性能,适合用于超声波焊接机换能器的制作。
4.3 不锈钢不锈钢具有良好的耐腐蚀性和机械性能,也是一种常用的换能器材料。
5. 结构设计超声波焊接机换能器的结构设计需要考虑振动效果和焊接接头的适配性。
5.1 换能器头换能器头是换能器的核心部件,其形状和尺寸会影响焊接效果。
常见的换能器头形状有圆形、方形等,尺寸可以根据具体需求进行设计。
5.2 固定装置换能器需要通过固定装置固定在超声波焊接机上,以保证焊接过程中的稳定性。
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超声波清洗机的换能器原理超声波清洗机是一种利用超声波技术进行清洗的设备,其核心部件是换能器。
换能器是将电能转化为机械振动能的装置,它在超声波清洗机中起到了至关重要的作用。
换能器的原理是基于压电效应。
压电效应是指某些晶体在受到机械应力作用时,会产生电荷分离,从而形成电压。
根据这个原理,换能器利用压电材料的特性,将电能转化为机械振动能。
换能器一般由压电陶瓷材料和金属材料组成。
压电陶瓷材料具有良好的压电效应,而金属材料则用于支撑和导电。
在换能器中,压电陶瓷材料被夹在两个金属片之间,形成一个夹层结构。
当外加交流电源施加在夹层结构上时,电场的变化会导致压电陶瓷材料的体积发生微小的变化。
由于夹层结构的限制,这种微小的变化只能以机械振动的形式传递出来。
换能器的振动频率与外加交流电源的频率相同,一般为20kHz至100kHz。
在超声波清洗机中,换能器的振动能够产生超声波。
当交流电源施加在换能器上时,压电陶瓷材料的振动会传导到清洗液中,产生一系列的压力波。
这些压力波会在清洗液中形成高频振动,产生微小的气泡。
这些微小气泡在清洗液中迅速生长和破裂,产生大量的冲击波和涡流。
这些冲击波和涡流能够将污垢和污染物从清洗物体的表面剥离,并将其悬浮在清洗液中。
同时,超声波的震荡作用还可以通过物理和化学效应去除污垢和杀灭微生物。
超声波清洗机的换能器原理使其具有很多优点。
首先,超声波清洗机可以在不使用化学溶剂的情况下实现高效的清洗效果。
其次,超声波可以穿透到微小孔隙和角落,清洗效果更加全面。
此外,超声波清洗机可以在不损坏清洗物体的情况下去除顽固的污垢和油脂。
然而,超声波清洗机的换能器原理也存在一些限制。
首先,超声波的传播距离有限,因此清洗物体的尺寸和形状需要适应清洗机的规格。
其次,超声波的能量密度较高,对某些材料可能会产生损伤。
此外,超声波的清洗效果也受到清洗液的影响,不同的清洗液对不同的污染物有不同的清洗效果。
超声波清洗机的换能器原理是利用压电效应将电能转化为机械振动能,从而产生超声波进行清洗。
医用超声波发生器的换能器原理医用超声波发生器的换能器原理是将外加的能量转换为超声波。
它是一种物理装置,能够将电能或其他形式的能量转换为高频声波能量。
这些高频声波能够通过特定的介质传播,并在目标物体上产生特定的作用。
换能器的作用有:将电能转换为超声能量;使超声能量具有高的放射性能;可以控制超声波的频率和幅度。
换能器的工作原理是将电能转换成超声能量。
具体来说,换能器是通过一个封装好的密封桶中的传感器把电信号转换成机械振动,然后产生超声波。
传感器可以是压电式、磁式或电磁式,但最常用的是压电式传感器。
压电式传感器内部有一个压电片,当外界施加电压时,压电片就会发生振动,这些振动就可以产生超声波。
换能器的结构一般有三部分:壳体、换能器元件和支撑结构。
壳体是外壳,用来封装换能器元件和支撑结构,一般是金属或塑料制成。
换能器元件包括传感器、振子、悬挂结构和线圈等,它们负责将电能转换成机械振动,从而产生超声波。
支撑结构用来支撑换能器元件,它一般是金属或塑料制成的,也可以是水环或空气环。
换能器的放射性是决定超声治疗效果的关键因素之一。
一般来说,换能器的放射性越高,超声治疗效果越显著。
换能器的放射性取决于换能器元件的材料、结构、尺寸及悬挂结构等。
放射性良好的换能器能够有效地将外加的能量转换成超声能量,使超声波在目标物体上产生有效的作用。
换能器还可以控制超声波的频率和幅度。
频率决定了超声波的波形,幅度决定了超声波的强度,换能器可以控制这两个参数,从而控制超声波在目标物体上的作用。
总之,医用超声波发生器的换能器原理是通过将电能转换成超声能量,并控制超声波的频率和幅度来实现的。
它是医疗超声治疗的关键部件,可以大大提高超声治疗的效果。
电容式超声波换能器工作原理
电容式超声波换能器是一种常见的超声波传感器,它利用电容的变化来测量距离或检测物体。
其工作原理如下:
1. 发射超声波,电容式超声波换能器内部包含一个压电陶瓷晶片,当施加电压时,压电陶瓷晶片会振动产生超声波。
这些超声波以固定频率发射出去。
2. 超声波传播,发射的超声波在空气中传播,当遇到物体时会发生反射。
传感器接收到反射的超声波信号。
3. 接收反射信号,传感器内部的压电陶瓷晶片也可以作为接收器,它会接收到反射的超声波信号并将其转化为电信号。
4. 电容变化,当超声波发射和接收之间的时间间隔可以通过测量电信号的时间延迟来计算出,根据声波的速度和时间延迟可以计算出物体与传感器的距离。
这个距离信息会导致电容式超声波换能器内部的电容值发生变化。
5. 电容测量,传感器内部的电路会测量电容的变化,并将其转
化为距离信息输出。
总的来说,电容式超声波换能器利用超声波的发射和接收来测
量物体与传感器之间的距离,通过测量电容的变化来输出距离信息。
这种工作原理使得电容式超声波换能器在测距和物体检测方面有着
广泛的应用,例如在自动驾驶汽车、工业自动化、智能家居等领域
都有着重要的作用。
压电式超声波换能器的工作原理压电式超声波换能器在现代科技领域中可是个相当重要的角色呢。
咱们先得了解一下什么是压电效应呀。
压电材料是这种换能器的核心部分,它有一种很神奇的特性。
当对压电材料施加压力的时候,它的表面会产生电荷,这就叫做正压电效应。
你可以想象一下,就好像是材料在受压的时候“喊出”了电荷一样,很有趣吧?比如说,在某些精密的传感器中,当有微小的压力变化时,压电材料就能准确地将这种压力转化为电信号,从而实现对压力的精确测量。
那反过来呢,当在压电材料两端施加电场的时候,它会发生形变,这就是逆压电效应。
这就像是材料在电场的“指挥”下开始“跳舞”,改变自己的形状。
这两种效应可是压电式超声波换能器工作的基础哦。
接下来就说说它在超声波方面的工作原理啦。
在换能器中,当我们给压电材料施加一个高频的交流电信号时,由于逆压电效应,压电材料就会快速地发生周期性的伸缩振动。
这种振动的频率是由我们施加的交流电信号的频率决定的。
如果这个频率在超声波的频率范围之内,那它就产生了超声波振动。
这个振动的过程就像是一个小小的振源,它会带动周围的介质一起振动。
比如说在液体介质中,这种振动会形成疏密相间的波,也就是超声波在液体中的传播形式。
而且呀,这种振动的能量会以超声波的形式向周围传播出去。
当超声波遇到物体的时候,就会发生反射、折射等现象。
如果是在一些检测或者测距的应用中,反射回来的超声波被换能器接收。
这时候呢,由于正压电效应,反射回来的超声波引起压电材料的振动,从而在压电材料的两端产生电荷,这个电荷信号就可以被检测和处理,从而得到关于反射物体的信息,像距离、形状之类的。
在医疗领域,压电式超声波换能器更是大显身手。
医生利用它发出的超声波穿透人体组织,然后根据反射回来的超声波信号成像。
不同的组织对超声波的反射和吸收特性不一样,所以就能在屏幕上形成清晰的图像,帮助医生诊断疾病。
在工业上,它可以用来检测材料内部的缺陷。
如果材料内部有裂缝或者空洞,超声波在这些地方的反射就会和正常情况不同,通过换能器接收和分析这些反射信号,就能知道材料内部的情况啦。
超声波换能器原理§1.1 换能器的用途和基本原理一.换能器的广义概念用于实现不同形式的能量相互转换的仪器或器件可以通称为换能器。
例如:把音频电信号转换成可闻声,或者把可闻声转换成音频电信号,实现电能与声能相互转换的电声换能器,如扬声器(喇叭)、耳机、话筒等;实现电能与磁能相互转换的电磁换能器,如通以电流而可以产生磁场力的电磁铁,又如录音磁头可以把音频电信号转换成磁信号而记录到磁带上,或者把磁带上的磁信号转换成音频电信号,然后经放大处理,再由电声换能器转换成可闻声。
实现电能与机械能相互转换的机电换能器,如电动机是输入电流产生磁场力,然后推动电枢转动,而发电机则因电枢转动并通过磁场作用而产生电流。
又如电唱机的拾音头,唱针沿唱片沟纹槽移动而产生音频机械振动并转换输出音频电信号,经放大处理后再由电声换能器转换成可闻声。
实现电能与光能相互转换的光电换能器如白炽灯泡、太阳能蓄电池(光电池)、光电二极管等电激发光器件。
此外,还有实现电能与化学能相互转换的器件,如蓄电池放电时是把化学能转变为电能,而它在充电时则又将电能转换为化学能。
实现电能与热能相互转换的器件就更多了,如电炉、电烤箱、电饭煲、电炒锅、电热杯、电热毯、电热梳、电烙铁、电熨斗等是由电能单向转换为热能的器件,而热电偶则是由热能转换为电能的器件,家用电器中新兴的电磁灶,是由电能激励的磁场作用在金属器皿上形成涡电流而使金属器皿发热,微波炉是由电能激发出微波(电磁能)再进一步使食物发热...总而言之,能够起到转换能量形式的器件种类繁多并且还会不断有新的类型出现,从广义上讲,可以笼统地把它们都称为换能器。
但是,在检测技术中所讲的换能器是有着特定的定义的,也就是本教材所要阐述的换能器。
二.换能器的标准定义在工程检测技术中所讲的换能器,是特指能够从一个系统接收信号而向另一系统输出信号,接收信号与输出信号属于不同的能量形式,但输出信号能表现输入信号某些特征的器件。
低频超声波换能器生成录音屏蔽信号原理
嘿,朋友们!你们知道低频超声波换能器是怎么生成录音屏蔽信号的吗?哇哦,这可真是个神奇的事儿!
想象一下,就好像你在一个吵吵闹闹的房间里,大家都在七嘴八舌地说话,你根本听不清自己想听的声音,这就是我们平时周围的各种声音信号呀!而低频超声波换能器呢,就像是一个超级英雄,它能发出一种特殊的声波,一下就把那些七嘴八舌的声音都给盖住了!
比如说,你正在一个重要的会议上,你可不想让别人偷偷录音吧,这时候低频超声波换能器就派上用场啦!它产生的屏蔽信号就像一堵无形的墙,把那些试图录音的设备都挡在外面。
它的工作原理呢,其实也不难理解哦!换能器就像一个神奇的魔法师,它把电能转化为声波的能量。
那这些声波就像一群小精灵,它们在空气中欢快地奔跑着,形成了一层保护罩,让外来的录音信号根本进不来。
哎呀,是不是很有意思呀!
“哎呀,这到底是怎么做到的呀?”你可能会问。
嘿嘿,其实就是利用了声波的特性呀!就像我们打乒乓球一样,球打到墙上就会被弹回来,低频超声波换能器发出的声波也是这样,让录音信号没办法闯进来。
而且哦,这个技术还在不断发展呢!以后说不定会更加厉害,让我们的隐私保护得更加严密。
所以说呀,低频超声波换能器生成录音屏蔽信号这玩意儿,真是太神奇啦!
总之,低频超声波换能器真的是个超棒的发明呀!它为我们的隐私保护提供了有力的保障呢!。
超声换能器的原理及设计
超声换能器是一种将电能转换为机械振动能的装置,其原理是利用压电效应将电能转换成机械振动能,并将机械振动能转换成电能。
它由压电陶瓷、电极、塑料外壳等部件组成。
超声换能器在医学、工业、军事等领域有着广泛的应用,比如在医学领域中,它可以用于超声检查、超声切割、超声治疗等方面。
超声换能器的设计需要根据具体的应用要求进行,其中包括工作频率、输出功率、尺寸、材料等方面。
设计时需要考虑到换能器的电学特性、机械特性、热特性等因素,并且需要进行实验验证,以确保设计的可靠性和稳定性。
除了设计方面,超声换能器的制造也是十分重要的。
制造过程中需要注意材料的选择、制造工艺、尺寸精度等方面,以确保换能器的性能优良。
此外,对换能器的检测和调试也是必不可少的步骤,以确保其符合技术要求和具备良好的稳定性。
总之,超声换能器的原理及设计是一个复杂的领域,需要融合电学、机械学、材料学等多个学科的知识。
只有通过精心的设计和制造,才能生产出具有良好性能的超声换能器,并为各行业的应用提供支持。
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低频超声波换能器工作原理嗨,小伙伴们!今天咱们来唠唠低频超声波换能器这个超有趣的东西。
你可以把低频超声波换能器想象成一个超级小的魔法棒。
它呀,主要的任务就是把一种能量变成另一种能量。
就像魔术师把手里的东西变来变去一样神奇呢!那它到底是怎么把能量变来变去的呢?这得从它的结构说起啦。
低频超声波换能器里面有一些特殊的材料,这些材料就像是一群听话的小士兵。
当有电能给到换能器的时候,这些小士兵就开始行动起来了。
电能就像是给小士兵们的命令信号。
电能一进来,就开始让这些特殊材料发生振动。
这个振动可不是那种随随便便的晃动哦,是有规律的、按照特定频率的振动。
就像大家一起跳整齐的舞蹈一样。
这些材料振动起来的时候呢,就会产生超声波啦。
这个超声波就是一种机械波,是一种能量的传播形式。
这就相当于换能器把电能变成了机械能,是不是很厉害呀?那低频超声波换能器产生的低频超声波又有啥用呢?这用处可多啦。
比如说在清洗东西的时候,低频超声波就像是一群勤劳的小刷子。
它可以钻进那些细小的缝隙里面,把污垢什么的都给震下来。
你想啊,那些小缝隙里的脏东西,平时我们用普通的刷子怎么都弄不干净,但是低频超声波一来,就像给那些污垢下了驱逐令一样,“轰”的一下就把它们给赶走了。
再说说在医疗方面的应用吧。
低频超声波换能器产生的超声波就像是一个温柔的小使者。
它可以进入人体,然后和人体内部的组织进行一些奇妙的互动。
比如说,它可以帮助医生查看肚子里宝宝的情况。
就像一个小小的探测器,把宝宝在妈妈肚子里的样子、健康状况等信息都带回来给医生。
而且这个过程对妈妈和宝宝都很安全呢,就像一个轻柔的抚摸,而不是那种粗暴的打扰。
低频超声波换能器还有在工业检测方面的本领哦。
它可以像一个超级透视眼一样,检查那些金属材料里面有没有小裂缝或者缺陷。
那些隐藏在材料内部的小问题,在低频超声波的扫描下,就像藏在黑暗里的小怪物被灯光照亮了一样,无所遁形。
这样工程师们就可以及时发现问题,然后把那些有问题的材料挑出来,保证工业产品的质量啦。
2、超声波换能器的工作原理
(1) 超声波换能器:一种能把高频电能转化为机械能的一种装置,一般有磁致伸缩式和压
电陶瓷式。电源输出到超声波发生器,再到超声波换能器,一般还要经过超声波导出、接收
装置就可以产生超声波了。
(2) 超声波换能器的组成:包括外壳、匹配层即声窗、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出
电缆,其特征在于它还包括阵列接收器,它由引出电缆、换能器、金属圆环、橡胶垫圈组成。
(3) 超声波换能器的原理与作用:超声波换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷,由材料
的压电效应将电信号转换为机械振动.超声波换能器是一种能量转换器件,它的功能是将输
入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去,面它自身消耗很少的一部分功率。
超声波换能器的种类:可分为压电换能器、夹心换能器、柱型换能器、倒喇叭型换能器等等。
40kHZ超声波发射/接收电路综述
40kHZ超声波发射电路(1)
40kHZ超声波发射电路之一,由F1~F3三门振荡器在F3的输出为40kHZ方波,工作
频率主要由C1、R1和RP决定,用RP可调电阻来调节频率。 F3的输出激励换能器T40-16
的一端和反向器F4,F4输出激励换能器T40-16的另一端,因此,加入F4使激励电压提高
了一倍。电容C3、C2平衡F3和F4的输出,使波形稳定。电路中反向器F1~F4用CC4069
六反向器中的四个反向器,剩余两个不用(输入端应接地)。电源用9V叠层电池。测量F3
输出频率应为40kHZ±2kHZ,否则应调节RP。发射超声波信号大于8m。
40kHZ超声波发射电路(2)
40kHZ超声波发射电路之二,电路中晶体管VT1、VT2组成强反馈稳频振荡器,振荡频
率等于超声波换能器T40-16的共振频率。T40-16是反馈耦合元件,对于电路来说又是输出
换能器。T40-16两端的振荡波形近似于方波,电压振幅接近电源电压。S是电源开关,按一
下S,便能驱动T40-16发射出一串40kHZ超声波信号。电路工作电压9V,工作电流约25mA。
发射超声波信号大于8m。电路不需调试即可工作。
40kHZ超声波发射电路(3)
40kHZ超声波发射电路之三,由VT1、VT2组成正反馈回授振荡器。电路的振荡频率决定于
反馈元件的T40-16,其谐振频率为40kHZ±2kHZ。频率稳定性好,不需作任何调整,并由
T40-16作为换能器发出40kHZ的超声波信号。电感L1与电容C2调谐在40kHZ起作谐振作
用。本电路适应电压较宽(3~12V),且频率不变。电感采用固定式,电感量5.1mH。整机
工作电流约25mA。发射超声波信号大于8m。
40kHZ超声波发射电路(4)
40kHZ超声波发射电路之四,它主要由四与非门电路CC4011完成振荡及驱动功能,通过超
声换能器T40-16辐射出超声波去控制接收机。其中门YF1与门YF2组成可控振荡器,当S
按下时,振荡器起振,调整RP改变振荡频率,应为40kHZ。振荡信号分别控制由YF4、YF3
组成的差相驱动器工作,当YF3输出高电平时,YF4一定输出低电平;YF3输出低电平时,
YF4输出高电平。此电平控制T40-16换能器发出40kHZ超声波。电路中YF1~YF4采用高速
CMOS电路74HC00四与非门电路,该电路特点是输出驱动电流大(大于15mA),效率高等。
电路工作电压9V,工作电流大于35mA,发射超声波信号大于10m。
40kHZ超声波发射电路(5)
40kHZ超声波发射电路之五,由LM555时基电路及外围元件构成40kHZ多谐振荡器电路,调
节电阻器RP阻值,可以改变振荡频率。由LM555第3脚输出端驱动超声波换能器T40-16,
使之发射出超声波信号。电路简单易制。电路工作电压9V,工作电流40~50mA。发射超声波
信号大于8m。LM555可用NE555直接替代,效果一样。
双稳态超声波接收机电路
由于单稳态接收机无记忆功能,所以不能用在家用电器的开与关中,适用面不宽。是一
种双稳态超声波接收机电路,它的前级电路同图2-186电路完全一样,只是执行电路不同。
电路中,由VT5、VT6及相关辅助元件构成双稳态电路,当VT4每导通一次(发射机
工作一次),触发信号经C7、C8向双稳电路送进一个触发脉冲,VT5、VT6状态翻转一次,
当VT6从截止状态转变成导通状态时,VD5截止,VT7截止,继电器K释放; 当再来一个触
发信号时,VT6由导通转变为截止状态,VD5导通,VT7导通,继电器K吸合......由于增
加了双稳电路,使之用于电灯、电扇、电视等电器遥控成为现实。调试时,在a点与+6V(电
源)之间用导线快速短路一下后松开,继电器应吸合(或释放),再短路一下松开,继电器
应释放(或吸合),如果继电器无反应,请检查双稳电路元件焊接质量和元件参数。一般情
况下一次即可成功。
单稳式超声波接收器电路
单稳式超声波接收器电路原理图,超声波换能器R40-16谐振频率为40kHZ,经R40-16选频
后,将40kHZ以外的干扰信号衰减,只有谐振于40kHZ的有用信号(发射机信号)送入VT1~VT3
组成的高通放大器放大,经C5、VD1检出直流分量,控制VT4、VT5组成的电子开关带动继
电器K工作。由于该电路仅作单路信号放大,当发射机每发射一次超声波信号时,接收机的
继电器吸合一次(吸合时间同发射机发射信号时间相同),无记忆保持功能。可用作无线遥
控摄象机快门控制、儿童玩具控制、窗帘控制等。电路中VT1β≥200,VT2β≥150,其他
元件自定。电路不需调试即可工作。如灵敏度和抗干扰不够,可检查三极管的β值与电容
C4的容量是否偏差太大。经实测,配合相应的发射机,遥控距离可达8m以上。在室内因墙
壁反射,故没有方向性。电路工作电压3V,静态电流小于10mA。
(注:专业文档是经验性极强的领域,无法思考和涵盖全面,素材和资料部分
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