用于能量转换器上的压电陶瓷

用于声纳及大功率超声应用的压电换能器

复合能量转换器,也称为 Langevin-Bolt transducers (LBT),其由特别研发的具有低介电损耗和高机械品质因素的压电陶瓷组成。

用于能量转换器上的压电陶瓷

值得了解的要点:

压电陶瓷在换能器上的应用

  • 外科手术刀
  • 回声探测器
  • 探鱼器
  • 水平传感器
  • 水声仪
  • 超声波碎石仪
  • 声纳技术
  • 超声波材料加工
  • 超声波清洗
  • 超声波焊接
  • 水下物体探测仪
  • 去牙石仪
  • 材料无损检测

赛琅泰克可提供产品型号为SONOX® P4和SONOX® P8且具有不同属性的压电陶瓷。

SONOX® P4适用于超声波清洗和无损检测换能器,其具有的高耦合系数、居中的机械品质因素及优良的机械稳定性使得材料在共振发生时能够产生较高的振荡振幅。其在水中释放出的有效输出功率可介于7-10W/cm2。最大操作温度为125°C,抗压强度则取决于装配情况(负载各向均匀分布),最大值可达70MPa。

“赛琅泰克生产的能量转换器尤其适用于频率介于20KHz到数MHz的大功率超声应用领域。”

SONOX® P8是专门为需要承受较大单位面积负载的能量换能器设计的产品。其具有较高的机械品质因素、耦合系数及低介电损耗。同时此款产品也具有较高的抗退极化特性,因此特别适用于大功率换能器。

压电陶瓷在换能器上的应用

外科手术刀

复合换能器由若干个小的且共振频率介于20-80KHz的压电陶瓷环组成。此材料可用于医疗用的解剖刀上并可产生振动,此性能可使外科医生仅仅使用最小的力来完成精密准确的操作同时又不会伤及周围组织。

设计:
材料: SONOX® P 4, SONOX® P 8

回声探测器和探鱼器

用于声纳系统的压电陶瓷产品范围,可小到消遣用的单个小型换能器,大到用于探测水深及鱼群的专业换能器。压电陶瓷传送器具有不同的几何尺寸,其覆盖频率可根据不同的应用介于5KHz到10MHz。有些系统使用同一压电陶瓷换能器来实现传送和接受的功能,而也有些使用分别的换能器来实现这一功能,例如在拖曳式阵列声呐系统中可用于长距离检测。在一些巨型船体上使用的换能器列阵,它们由大量独立的压电陶瓷元件组成,这些元件可分别进行控制并实现电子延迟,从而使得电子光束偏转变成可能。

 

设计: 原片、圆柱体、矩形板、圆弓形、球形及其它特别设计的形状
Materials: SONOX® P 4, SONOX® P 5, SONOX® P 8

水平传感器—传播时间测试

水平传感器可分为两种不同的测试系统。浸置式换能器测试使用 压电陶瓷传感器 使用压电陶瓷换能器测试传播时间。进行测试时首先发出信号并在空气中传播,当遇到测试物质时信号被反射,由此完成测试。这种测试系统的一个关键性优势在于无直接接触,这就意味着此方法也可对料仓中的固体物质进行测试。而这种测试也存在着缺点,其在于测试准确度取决于不同物质的反射性能。对于压电陶瓷换能器而言要想进行精确的测试就必须保证其释放的波能够被反射,如果前波被大量分散或吸收则测试就无法正常进行。

设计: 圆片、带孔盘及其它特别设计的形状
材料: SONOX® P 4

超声波碎石仪

大量的压电陶瓷元件被置于内层的凹形外壳中,而高压脉冲同时施加于这些陶瓷上则可产生高强的超声冲击波。由于外壳具有凹形形状因此使得这些超声冲击波可聚焦在一点上且产生的巨大能量能够击碎肾结石同时结石碎片又能够通过尿道自然排出体外。这种治疗方法无需麻醉也无需手术即可实现无痛肾结石或胆结石的治疗。

 

设计: 圆柱体
材料: SONOX® P 4, SONOX® P 5, SONOX® P 53

声纳技术及水声系统

以SONOX® P4为部件的压电陶瓷材料可用于水下识别、定位及航海领域的各种应用,其应用领域可用于消遣用的识别障碍物的回声探测器或者用于探测水深及鱼群的专业换能器。

材料: SONOX® P 4

超声波材料加工

此设备的设计布局及产生的超声波与超声波焊接仪基本相同,而不同点只在于进行材料加工的工具是与超声波发射端末端相连接的,同时增加了一个悬浮的研磨料装置。此设备能够在进料方向产生超声波振动从而使得研磨粒子在水中发生悬浮振动。一部分振动使得研磨粒子在设备及工件中产生周期振动,使得工件在这些冲击下被切割。这种工艺几乎适用于所有材料,从玻璃到硬质金属均可,而其优势更在于此种方法能实现精确的切割及高质量的表面效果。

设计: 带孔盘
材料: SONOX® P 8

超声波清洗

用于声纳系统的压电陶瓷产品范围,可小到消遣用的单个小型换能器,大到用于探测水深及鱼群的专业换能器。压电陶瓷声发射器具有不同的几何尺寸,其频率范围可根据不同的应用介于5KHz到10MHz之间。有些系统使用同一压电陶瓷换能器来实现声发射和接收的功能,有些使用独立的换能器来实现这一功能,例如拖曳式阵列声纳系统可在长距离范围内作用。一些巨型船体上使用的换能器列阵,它们由大量独立的压电陶瓷元件组成,这些元件可分别进行控制并实现电子延迟,从而使得电子光束偏转变成可能。

设计: 圆盘,带孔盘
材料: SONOX® P 4, SONOX® P 8

超声波焊接

超声波焊接仪是利用了超声波在材料结合部位产生的摩擦能实现其功能的。在工作时,当两种材料边部重叠时其结合处表面在高频超声波的作用下即被熔合从而实现了焊接功能,此方法可用于金属和塑料部件的连接。工作时超声波能量经压电陶瓷换能器放大并由超声波发生器传送到需连接的部件处实现焊接作用。超声波焊接仪通常含有两片或更多的压电陶瓷环,而这些压电陶瓷在外力作用下通过两片金属端片连接。目前超声波焊接仪以其具有的快速、高效、可靠的性能广泛应用于工业领域。

设计: 带孔盘
材料: SONOX® P 8

水下物体识别(声纳技术)

声纳也可理解为声波测距仪,主要用于水下探测、定位及测距使用。声纳的应用可小到消遣用的单个小型换能器,大到用于探测水深及鱼群的专业换能器。压电陶瓷传送器具有不同的几何尺寸,其频率范围可根据不同的应用介于5KHz到10MHz之间。有些系统使用同一压电陶瓷换能器来实现传送和接受的功能,而也有些使用独立的换能器来实现这一功能,例如拖曳式阵列声纳系统可在长距离范围内作用。一些巨型船体上使用的换能器列阵由大量独立的压电陶瓷元件组成,这些元件可分别进行控制并实现电子延迟,从而使得电子光束偏转变成可能。

设计:  圆片、圆柱体、矩形板、圆弓形、球形及其它特别设计的形状
材料: SONOX® P 4, SONOX® P 5, SONOX® P 8

去牙结石仪

复合换能器通常包含2-8片小的压电陶瓷环,其共振频率介于20-80KHz之间,主要应用于牙科医疗设备,其形状类似于刮刀状,同时设备前端辅以水或特殊液体冷却。工作时其小幅度的振幅(µm级)产生的高频振荡使得在不损伤牙齿的前提下去除牙石变得可能。

设计: 圆环
材料: SONOX® P 4, SONOX® P 8

去牙石仪

在机械加工和设备工具领域,我们都希望用最少的材料承担最大的负载强度,而要想达到此目的则需要保证材料或者半成品具有均质且无缺陷的状态。材料的无损检测可应用于生产加工环节中并确保材料的综合品质。目前应用于工业上的检测方法中反射原理尤为广泛,在工作时压电陶瓷换能器可直接或通过固体/液体媒介与测试工件连接,压电陶瓷换能器向测试工件发射出超声波,如果工件为均质体则超声波则会完全通过,如果工件内部存在缺陷或非均质体,则超声波会被反射,而反射波又会被同一超声换能器所接收,由此方法我们可实现对工件的缺陷检测。

设计: 圆盘,矩形板,正方形板
材料: SONOX® P 4

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