超聲波換能器的應用及原理

發布日期：2023-09-08 作者：新威電子科技點擊：

超聲波換能器是一種能將電能與機械能相互轉換的裝置，主要用于聲波的發射與接收。它在醫學、工業及科研領域有著廣泛的應用。

超聲波換能器的原理基于壓電效應，即某些晶體在受到機械應力時會產生電荷，反之亦然。常用的超聲波換能器材料有石英、鉛鋯酸鈦等。當施加電場時，材料的晶格結構會變形，從而引起機械振動。而當施加正弦電壓時，材料也會以相同的頻率振動，并在周圍空間中產生聲波。因此，超聲波換能器可以將電能轉化為機械能，發射出去的聲波波長、頻率等參數與施加的電場參數相對應。

超聲波換能器的應用非常廣泛。在醫學領域，超聲波換能器主要用于超聲診斷，即通過將超聲波傳遞到人體內部，利用被人體組織反射、散射、傳導、吸收等特性，獲取人體內部器官的結構和病變信息。換能器通過發射超聲波，將聲波傳輸到人體內部，然后接收反射回來的聲波，并通過計算機進行處理和分析，生成圖像。

在工業領域，超聲波換能器被廣泛應用于無損檢測。超聲波能夠穿透材料，并在材料內部發生反射、散射等現象。通過測量反射的聲波可以獲得材料的內部結構信息和缺陷檢測。換能器可以將聲波傳輸到被檢測材料上，并接收反射回來的聲波，通過檢測聲波的強度、時間等參數，可以識別出材料內部的缺陷信息，如裂紋、氣泡等。此外，超聲波換能器還可用于清洗、焊接、鑄造等工藝。

在科研領域，超聲波換能器在材料科學、生物科學、力學等領域的研究中也有著廣泛的應用。例如，它可以用于材料的缺陷檢測、測量材料的彈性性質、研究材料的結構和性能等。此外，超聲波換能器還可用于細胞破碎、細胞培養等生物科學實驗中。