1、振子

 

   压电陶瓷片称振子,是电声转换的元件,对于二分之一波长的振子,振动时,两端振幅大,中间存在一个振速为零的截面,称为节面,节面的位置随着后盖板及晶片堆的密度、声连和尺寸而改变。并在节面位置放入节板,以便固定振子和整体考虑换能器结构。如果在振子电极上加上等于振子固有频率的超声波电压、振子就以正比于此电压振幅的振动,推动两金属盖板纵向振动,把超声波能量传播出去。

 

2、前后金属盖板

 

   金属前盖板用硬铝或镁铝合金等轻金属,后盖板采用钢或黄铜重金属,是为使前盖板产生远大于后盖板的位移量。根据动量守恒定律和换能器工作原理、可知节板两边的动量大小相等,方向相反,知其运动速度与密度成反比。利用铝作为前盖板,钢作为后盖板,其位移比率约为三比一。在此种情况下,轻金属表面位移较大,可辐射出振子中贮存的振动能量的较大部分。轻金属前盖板设计成喇叭形,可以降低机械Q值,为了增加频带宽度,并和下一级媒体匹配,可在前盖板打上许多小孔,这样,可以使硬铝(比重2.7)和水(比重1)匹配,以利于超声能量的定向传输。超声波发生器是一个超声频电子振荡器,当把振荡器产生的超声频电压加到超声换能器的压电陶瓷上时,压电陶瓷元件就在电场作用下产生纵振动。压电元件在超声振荡时,仿佛是一个小活塞,其振幅很小,约为1～10-2Λm,但这种振动的加速度很大,是重力加速度的10～103倍,于是把电磁振荡能量转化为振动能量,这种巨大的超声波能量,沿着特定方向传播出来。

 

3、超声波荡器(驱动电路)

 

   超声换能器要把电能转变为超声波能量,必须对其提供超声频交流信号,产生这种信号的电路叫超声波振荡器,或超声信号发生器,又称为超声驱动电路。超声信号发生器电路形式很多,从有自激式振荡器、他激式振荡器、自跟踪、锁相环式振荡电路等,从使用元件来分有双极晶体管振荡电路,VMOS振电路和集成模块式振荡电路等。