超声波换能器学科研究的方向概述

超声波换能器是在超声频率范围内将交变的电信号转换成声信号或者将外界声场中的声信号转换为电信号的能量转换器件 ,它是超声技术中的关键器件 ,其性能好坏直接关系到超声应用技术的效果和使用范围。

超声波换能器的种类很多. 按照能量转换的机理和所用的换能材料 ,可分为压电换能器、磁致伸缩换能器、静电换能器 (电容型换能器 ) 、电磁声换能器、机械型超声波换能器等. 按照超声波换能器振动模式 ,可分为纵向 (厚度 )振动换能器、剪切振动换能器、扭转振动换能器、弯曲振动换能器、纵 - 扭复合以及纵 -弯复合振动模式换能器等。

超声波换能器包含了电路系统、机械振动系统和声学系统 ,并且三者在换能器工作时 ,有机地结合在一起成为一个统一的整体. 这样就决定了对它的研究方法是融合了电子学、力学、声学等诸方面的研究方法 ,并且通过电 - 力 - 声类比 ,使三者能够用统一的等效机电图和等效方程式 ,方便地进行对其深入的研究。

超声波换能器也叫超声波振子，是使用广泛的能量转换器件之一，作为能把高频电能转化为机械能的装置，将输入的电功率转换成机械功率再传递出去，而它自身消耗很少的一部分功率，广泛应用于超声波清洗、焊接、美容、打孔、检测等领域。

超声波换能器学科研究的方向是，研究尽可能满足工程实用要求的声波阻抗、脉冲响应、频率响应、阻抗匹配、声学结构、换能材料及振动模式等特性，并设计和协调这些基本特性，达到电与声之问的佳转换，其内容涉及到物理，化学、光学等多个方面。