超声波换能器的应用及原理

发布日期：2023-09-08 作者：新威电子科技点击：

超声波换能器是一种能将电能与机械能相互转换的装置，主要用于声波的发射与接收。它在医学、工业及科研领域有着广泛的应用。

超声波换能器的原理基于压电效应，即某些晶体在受到机械应力时会产生电荷，反之亦然。常用的超声波换能器材料有石英、铅锆酸钛等。当施加电场时，材料的晶格结构会变形，从而引起机械振动。而当施加正弦电压时，材料也会以相同的频率振动，并在周围空间中产生声波。因此，超声波换能器可以将电能转化为机械能，发射出去的声波波长、频率等参数与施加的电场参数相对应。

超声波换能器的应用非常广泛。在医学领域，超声波换能器主要用于超声诊断，即通过将超声波传递到人体内部，利用被人体组织反射、散射、传导、吸收等特性，获取人体内部器官的结构和病变信息。换能器通过发射超声波，将声波传输到人体内部，然后接收反射回来的声波，并通过计算机进行处理和分析，生成图像。

在工业领域，超声波换能器被广泛应用于无损检测。超声波能够穿透材料，并在材料内部发生反射、散射等现象。通过测量反射的声波可以获得材料的内部结构信息和缺陷检测。换能器可以将声波传输到被检测材料上，并接收反射回来的声波，通过检测声波的强度、时间等参数，可以识别出材料内部的缺陷信息，如裂纹、气泡等。此外，超声波换能器还可用于清洗、焊接、铸造等工艺。

在科研领域，超声波换能器在材料科学、生物科学、力学等领域的研究中也有着广泛的应用。例如，它可以用于材料的缺陷检测、测量材料的弹性性质、研究材料的结构和性能等。此外，超声波换能器还可用于细胞破碎、细胞培养等生物科学实验中。