超声变幅杆的设计

变幅杆的类型是根据超声实际应用条件来选择的，例如超声磨料冲击加工、超声焊接、超声金属成形、超声粉碎等高声强超声处理应用中，变幅杆主要起振幅放大和聚能的作用,在这些应用中，要求变幅杆的放大系数尽可能大，然后再根据应用的不同需要选择其他参数。

当变幅杆的负载变化很小，又不用施加静压力时，如超声乳化、超声破碎粒子或细胞等，这种情况对输入阻抗特性要求不高，釆用简单阶梯形变幅杆最为适合，因为在相同面积系数下其放大系数最大，并且变幅杆外形非常容易实现机械加工。

当负载是固体时，如超声磨料冲击加工、超声焊接等，在加工过程中需要始终施加一定的静压力，而且负载也不断地发生变化，这种情况对变幅杆的要求不但要有足够大的放大系数, 而且要有较高的工作稳定性和足够的弯曲劲度。用指数形变幅杆、悬链线形变幅杆或其他形式的复合形变幅杆比较适合。当不要求很大的放大系数时，最好采用圆锥形变幅杆，因为其弯曲劲度较大，工作稳定性高，而且外形便于机械加工。

① 当面积系数N相同时，阶梯形变幅杆的振幅(位移和速度)和放大系数最大。以下依次排列为悬链线形变幅杆、指数形变幅杆、圆锥形变幅杆，如图5-15所示。

② 在设计变幅杆时，除要求尽可能大的放大系数外，还需要根据超声应用的不同工作场合，选择变幅杆的输入阻抗特性。如图5-16所示为几种变幅杆输入阻抗随频率偏移的变化特性。

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