南京古奇超声清洗设备厂
 公司新闻 => 超声波换能器类型:磁致伸缩与压电换能器的比较
发布日期:[2021-6-8]    共阅[2513]次
    自创建超声波设备以来,有两种类型的换能器来产生过程所需的 声波:压电和磁致伸缩。虽然它们的功能都足以使其在市场上占 有一席之地,但每种超声换能器都有其特点,因此使其更适合于 特定任务。为了比较它们,必须研究它们的工作方式以及它们各 自的特点。 工作原理 压电技术使用锆钛酸铅制成的具有特殊电性能的晶体。在换能器 中,这种晶体材料在相对的面上附有两条电线。然后将晶体和布 线组装在两个金属板之间的外壳中。当电流流过布线并进入晶体 时,晶体会迅速改变形状并膨胀。当电流终止时,晶体返回其原 始形状。使用该技术的超声换能器以设定的频率快速循环通过晶 体的电流,从而产生共振效果。 磁致伸缩超声换能器的工作原理是,富铁金属在受到磁场作用时 会膨胀和收缩。为了利用这种行为,将富含铁的金属芯包裹在铜 线中。然后将该组件包含在一个罐中。当电流通过铜线时,金属 芯会膨胀并延长。像压电换能器一样,设定频率的电流会产生谐 振效果。 固定方式 使用粘合剂将压电超声换能器粘合到超声清洁器外壳上。首次引 入压电技术时,这会产生问题,因为胶粘剂会变弱并最终失效。 由于开发了可用于飞机行业的工程技术,该限制已不复存在。尽 管重复使用,现代粘合剂仍不允许换能器附着。 磁致伸缩换能器的外壳直接焊接到超声清洗器的储罐上,提供牢 固,几乎不易断裂的结合。 超声波换能器频率 超声波清洗的理想状态是在40kHz-70kHz的频率下运行,但是该过 程仍可以在25kHz-170kHz的宽范围内进行。 磁致伸缩超声换能器只能在高达30kHz的频率下工作,这意味着其 适用用途受到极大限制。在这种情况下,磁致伸缩换能器超声清 洗系统的最佳用途是用于大型机械,这些机械具有难以去除的污 染物。该过程还必须不需要彻底清洁机械。在电镀加工线上可以 使用该应用程序的例子。 另一方面,压电超声换能器能够在25kHz至170kHz的整个范围内工 作,从而使其用途极为多样化。 能源消耗 磁致伸缩超声换能器必须将电能转换为磁能,然后使用它来产生 机械能。整个过程会产生大量浪费的能量,通常以热能的形式浪 费掉。 压电超声换能器能够一步将低压电流转换为机械能,从而使其效 率很高。因此,在消耗相同数量的电能的情况下,压电换能器可 以执行更多的工作。 固有超声换能器噪声水平 当产生谐波频率时,次谐波频率通常会作为自然产物产生。大多 数压电换能器的工作频率为40kHz或更高,这意味着产生的第一个 次谐波为20kHz,超出了正常人的听觉范围。 磁致伸缩超声换能器通常以30kHz或更低的频率工作,产生可听见 的次谐波频率。这些频率听起来与近距离听到的高压电气或变压 器的嗡嗡声相同。当将多个磁致伸缩换能器安装在同一个超声波 清洗槽中时,噪音水平需要使用保护性的助听器。 超声波换能器预期寿命 压电换能器首先使用石英晶体,随着时间的流逝,石英晶体最终 会失去强度。此后,工程师创造了可以通过特殊工艺进行预时效 处理的半导体陶瓷材料,从而减少了组件组装后的磨损量。 结合新型晶体化合物,它们的使用寿命与磁致伸缩换能器一样 长,而磁致伸缩换能器一直享有很长的使用寿命。 总结 尽管磁致伸缩技术在某些机械过程中具有理想的用途,但通常已 显示出压电超声换能器具有更好的性能和理想的质量。
 
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