超声波振子


超声波振子是超声换能器(或声学系统)的组成部分。
超声波振子由振动膜片、弹性介质和压电晶片组成。
振动膜片是超声发生器中产生超声能量的关键部件,它由多层薄金属膜叠合而成。当激励电压加到金属膜上时,由于膜的电阻率不同而产生不同的电流。在电流的作用下,金属膜将产生机械形变。随着形变的不断增大,其内部会形成空穴——电子对。当空穴与自由电子相遇时就会发出强烈的辐射。
在一定频率范围内,这种辐射的频率与声波的频率相一致。
因此,利用这个原理可以制作出多种类型的超音波发生器。例如:压电式、电磁式、光栅式等。
弹性介质是一种具有良好粘弹性的材料。
它的作用主要是使振动膜片的振动得到控制,从而获得所需要的超声能量。
压力电晶片的结构和工作原理与压电晶体相同:
它是由两片表面镀有氧化物的半导体薄片,中间夹以一层缘层,并采用特殊加工而成。当外加电压加在两半导体薄片之间时,因半导体的特性,使其两端产生一定的电位差。如果加上足够大的正弦交变磁场,则会产生交变磁通,从而使两半导体之间的间隙出现电动势,即所谓的逆效应。
当该电动势达到某一数值时,就会引起晶体内储存的能量释放出来:
这时,若再施以正向激励,则又会使能量重新聚集起来,重复上述过程,直至所加的激励电压为零。由此可见,压力电晶片的本质就是一块能够储能的蓄电池,而其所存储的能量,正是施加在外界上的各种形式的声场能量。
