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超聲波振動(dòng)子
超聲波振動(dòng)子又稱超聲波振子,將換能器與變幅桿連接后的整體叫做振動(dòng)子。由壓電陶瓷的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能(聲波振動(dòng))的相互轉(zhuǎn)換,并通過(guò)聲阻抗匹配的前后輻射蓋塊進(jìn)行放大的器件。 [1] 由于變幅桿是一個(gè)無(wú)源器件,它本身不產(chǎn)生振動(dòng),只是將輸入的振動(dòng)改變振幅后再傳遞出去,完成了阻抗變換。超聲波換能器在電場(chǎng)激勵(lì)下能產(chǎn)生有規(guī)律的振動(dòng),但是振幅一般在10μm左右,這樣的振幅要直接完成焊接和加工工序是不夠的。因此換能器連接合理設(shè)計(jì)的變幅桿后,超聲波的振幅可以在很大的范圍內(nèi)變化,只要材料強(qiáng)度足夠,振幅可以超過(guò)100μm。變幅桿在做縱向伸縮振動(dòng)時(shí),其中間的某橫截面左右兩邊的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向剛好相反,相當(dāng)于存在一個(gè)相對(duì)靜止的節(jié)面。這個(gè)節(jié)面叫做節(jié)點(diǎn),這里也是振動(dòng)子的較佳固定點(diǎn),偏離這個(gè)節(jié)點(diǎn)固定就會(huì)降低振動(dòng)子的工作效率,俗稱漏波。
超聲波換能器應(yīng)用
超聲波加工
把微細(xì)磨料隨超聲波加工工具一起以一定靜壓力加在工件上, 就能加工出與工具相同的形狀。加工時(shí)換能器需在 15~ 40 kHz的頻率下, 產(chǎn)生 15~ 40 微米的振幅。超聲波工具使工件表面的磨料以相當(dāng)大的沖擊力連續(xù)沖擊, 破壞超聲輻射部位, 使材料破碎而達(dá)到去除材料的目的。超聲波加工主要應(yīng)用于寶石、玉器、大理石、瑪瑙、硬質(zhì)合金等脆硬材料的加工以及異型孔和細(xì)深孔的加工。此外, 在普通切削工具上加超聲波換能器振動(dòng)時(shí), 也可起到提和效率的作用。
超聲波清洗在表面處理行業(yè)的應(yīng)用
表面處理是輕工行業(yè)的組成部分,包含機(jī)械零件電鍍、金屬和非金屬機(jī)箱柜涂覆、光學(xué)玻璃或鏡片鍍膜等,電鍍前后或涂覆前的清洗采用超聲波清洗技術(shù)已成為一種新的典型工藝,特別是軍l工電子產(chǎn)品中的一些多芯插座,因質(zhì)量要求必須進(jìn)行電鍍,而電鍍后其質(zhì)量要求多芯之間必須絕緣,往往因電鍍后致使多芯間不絕緣,采用丙l酮、酒精等方法浸潤(rùn)清洗后測(cè)試其阻值要求無(wú)窮大,但達(dá)不到質(zhì)量要求,而采用超聲波清洗,經(jīng)烘干后,則完全達(dá)到質(zhì)量要求。將超聲波直接引入電鍍還可提高鍍液的勻度和鍍層的密度。