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超声波焊接原理
磁致伸缩换能器的结构形式和特点(三)
来源: 时间:2022-11-03

(2)环形换能器

①结构形式。环形磁致伸缩换能器也是由薄片磁致伸缩金属材料,经冲孔成型、氧化 绝缘、叠集成块、退火等工艺制成的,其结构形式如图4-9所示。


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这种类型换能器的特点是:当线圈中同时通过偏磁电流和交变流后,圆环受到磁致伸缩应力的作用,沿圆周产生长度伸缩的变化,因而产生径向振动,可以自圆环内侧面[图4-9 (a)]或外侧面[图4-9 (b)]向周围介质辐射超声波。


②换能器的共振频率公式及结构参数的选取。对于图4-10所示作径向振动的环形换能器,如果圆环的半径R比圆环宽度a足够大,则其共振频率为


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式中,E为弹性模量;R为圆环平均半径;ρ为材料密度;c为纵波声速。


在实际应用中,环形换能器叠片上均带有小孔,以便绕线。考虑到圆环上带有小孔后,可以将圆环看成是由两个同心圆环A和B组成,如图4-11所示。其共振频率可按下式计算:


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式中,r2及a0分别为A环的平均半径及A环的宽度;r4及a0 分别为B环的平均半径及B环的宽度;n为B环上的小孔数;d为B环上的小孔直径。


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a0/a1与k的关系曲线如图4-12所示,a1为B环有孔部位视为均匀棒时的等效宽度。








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