換能器在超聲波清洗機(jī)中是如何工作的？

超聲波清洗機(jī)的超聲波換能器有磁致伸縮超聲波換能器和壓電式超聲波換能器兩種，因?yàn)榍罢卟牧蟽r格貴、電聲效率不高，現(xiàn)階段幾乎不需要；而壓電式超聲波換能器電聲工作效率高、價格低、安裝方便快捷，現(xiàn)階段被超聲波清洗機(jī)普遍使用。壓電式超聲波換能器的結(jié)構(gòu)類型大多為單螺釘緊固的縱向振動超聲波換能器，由兩片中心穿孔的壓電陶瓷晶片及前后蓋板組成。

為了保證清洗機(jī)的設(shè)備穩(wěn)定性和效率，還建立了一種半穿孔結(jié)構(gòu)式寬頻帶超聲波換能器，這類超聲波換能器的結(jié)構(gòu)特征要在超聲波換能器輻射面上沿著軸向均勻的鉆有一定量、同一深入的孔，組成半穿孔結(jié)構(gòu)。在特定孔深時，鉆孔的孔徑越大，頻帶寬度越寬；在特定穿孔面積時，孔越深，頻帶寬度也加寬。這類超聲波換能器比一般超聲波換能器頻帶寬度大一倍左右，可以達(dá)到±2kHz上下，其電聲效率在頻帶寬度范圍之內(nèi)依然能超過80%左右，比一般超聲波換能器電聲工作效率高，進(jìn)而解決了功率大的超聲波清洗機(jī)中普通超聲波換能器因?yàn)轭l帶寬度窄，給多個超聲波換能器并聯(lián)帶來的不便。半穿孔結(jié)構(gòu)式超聲波換能器還可以減弱輻射范圍的橫向振動，有益于高頻超聲波換能器的輻射范圍的增加，對提高超聲清洗設(shè)備的產(chǎn)品性能是有好處的。
近期又建立了一種雙頻清洗用的縱振超聲波換能器，這類超聲波換能器有兩個諧振頻率，這類雙頻超聲波作用能極大的改進(jìn)清洗缸的聲場遍布，提升清洗效果。這類超聲波換能器一般是由三節(jié)組成，第一節(jié)為縱向壓電振子，第二節(jié)為變幅桿，第三節(jié)為輻射器，第三節(jié)材料用通過特殊工藝處理過的能耐高疲勞極限的不銹鋼或鈦合金組成。
現(xiàn)階段超聲波清洗器的發(fā)生器一般有兩種形式，一類是上世紀(jì)70年代末80年代初國際上普遍使用的自激式D類晶體管（或模塊）開關(guān)功率放大電路。主要特點(diǎn)為線路簡潔，超聲波換能器是自激振蕩器的一個部件，因此伴隨著負(fù)載頻率的變化，振蕩器頻率能跟著變化，有頻率跟蹤的功效。想要實(shí)現(xiàn)功率大的超聲波發(fā)生器采用多路合成很容易，電路穩(wěn)定性、可維修性比較好。其主要缺點(diǎn)是無保護(hù)電路，功率無法連續(xù)調(diào)整。另外一種超聲波發(fā)生器是他激式的，且末級采用功率模塊的開關(guān)電源電路式的功率放大電路，其前置控制不論是模擬的還是數(shù)字的，全部采用PWM（脈寬調(diào)制）方式，頻率可調(diào)節(jié)、脈沖寬度可調(diào)節(jié)、特性頻率穩(wěn)定度良好，功率可連續(xù)調(diào)整。因?yàn)椴捎?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/873/" target="_blank">高壓、大電流IGBT或M0S模塊，功率大的清洗用超聲發(fā)生器體積較小，穩(wěn)定性比較好，且開關(guān)電源電路控制電路技術(shù)先進(jìn)（0.53kw的單面板發(fā)生器已經(jīng)有商品），是超聲波清洗機(jī)用發(fā)生器發(fā)展的趨勢之一。

審核編輯 黃昊宇