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换能器的基础知识(一)材料及参数分析

2019-08-10 10:19:43

     关于换能器的基础知识我们都知道,压电陶瓷存在一个压电效应,即在受到外力的挤压的情况下,陶瓷会聚集正负电荷,产生电效应,这就是正压电效应;同时,当压电陶瓷施加电信号时,在压电陶瓷上就会产生形变或者机械运动,这即是逆压电效应,也是我们超声止血刀的电能转换单元的主要理论基础。同时,需要注意的是,由于压电陶瓷的材料多是钛酸钡,这种材料是有个居里温度点,一般在120摄氏度,在居里温度以下,压电陶瓷表现出的晶体才能具有压电效应,在120摄氏度以上就会失去压电效应。


    而压电陶瓷的基本参数可能我们会比较关心以下几个,介电系数,机械品质因数,机电耦合因数等,其中机械品质因数Qm,Qm是表征材料振动时内部能量的损耗程度,是由于压电材料的内摩擦造成的。这个是有别于我们谐振电路时计算的系统的品质因数Q的,而机电耦合因数是用来表征能力转换的程度,即有电能转换机械能或者机械能转换为电能。


    而我们超声换能器的结构组成,是一种夹心式的压电陶瓷换能器,一般是有多个压电陶瓷串联连接,然后由两个金属片作为电极,并联连接起来,然后在首尾端用金属盖板固定,并由预应力螺栓固定来组成。