超声波换能器的种类

常用的超声波换能器根据制成材质的不同划别为两大类：压电陶瓷式和磁致伸缩式。

压电陶瓷换能器已有悠久的历史。自20世纪初期，郎之万发明了历史上第一台超声波换能器后，人们开始关注压电式换能器。经过一系列发展，压电式换能器由最初的石英制材料逐渐发展为目前使用的陶瓷制材料。无论是使用石英制材料还是陶瓷制材料，都需要具备压电效应和逆压电效应这两种效应，这也是皮埃尔居里在其一生中发现并证实的最重要结论。可以利用这两个效应将电能和机械能相互转换。所有压电式超声波换能器同样依据这一原理实现电-机械-声能的转换。

磁致伸缩材料适用于将电磁能转化为机械能。由于逆变输出的交流电产生的磁场作用，使用磁致伸缩式材料制成的物体会以与磁场频率相同的机械振动产生超声波。磁致伸缩式换能器主要用于大功率和超大功率应用，因为由磁致伸缩材料制成的物体具有较低的电阻率，高饱和磁通密度和高磁致伸缩比。

压电陶瓷式换能器和磁致伸缩式换能器如图3-1和图3-2所示。本文的输出功率最大值在1500W，因此选用测试样机为压电陶瓷式换能器。

图3-1压电陶瓷式换能器

图3-2磁致伸缩式换能器