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超声波窗式换能器的结构原理!

来源: | 发布日期:2022-03-21

窗式换能器的结构形式:窗式磁致伸缩换能器是由薄片磁致伸缩金属材料(例如镣、铁钻合金、铝铁合金等)经冲孔成型,氧化绝缘、叠集成块、退火等工艺制成的。由于它是由许多薄片叠集而成,叠片上有孔,形似窗孔,所以被称为窗式换能器。其基本结构形式如图4-6所示,图中4-6(b)和4-6 (c)是双窗式和三窗式结构,它们可以分别看成是由图4-6 (a)所示的两个或三个单窗式组成。

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这种换能器的特点是从两端面辐射超声波。通常釆用的叠片厚度为0.1〜0.3mm。由于金属材料的电阻率低,因此片与片之间需要氧化绝缘,以减少涡流损耗。叠片上有孔,在叠片中形成闭合磁回路,漏磁少,并有利于散热。随选用的叠片多少,可以获得不同的辐射面积。通常,辐射面的形状采用正方形。

单窗式换能器一般用于中、小功率(数十瓦至一千瓦左右)的超声设备上。双窗式和多窗式换能器,由于辐射面积增大,同时窗孔增多,改善了冷却条件,减少了横振动,输入电功率可以增加,可用于大功率超声设备上。

换能器的共振频率公式及结构参数的选取。对于图4-7 (a)所示单窗式换能器,由于其形状的对称性,在计算共振频率时,通常只考虑组成换能器的一个侧肢[图4-7 (b)] 即可。

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窗式换能器在实际工作中应用较多,表4-2中列出了几种镣制窗式磁致伸缩换能器的工作频率和主要结构尺寸。

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