超声波换能器的常见问题

　　超声波换能器是将电能与声能进行相互转换的器件，它是决定超声仪器性能基本、重要的器件。随着工程材料学和电子学的发展，超声波换能器已经成长起来，并对应用工程作出巨大的贡献。

　　超声波换能器由中央压电陶瓷元件，前后金属盖板，预应力螺杆，电极片以及绝缘管组成。这种夹心换能器（亦称：螺栓紧固型换能器）在负荷变化时产生稳定的超声波，是获得功率超声波驱动源的基本主要的方法。

　　根据不同的设计，超声波换能器的形状主要有柱型（前后金属盖板直径相同）、喇叭型（前盖板直径通过弧型过度缩小）、柱型中间有节等结构形状。

　　压电效应

　　某些单晶材料的结构具有非对称特性，当这些材料受到外加应力作用而产生应变时，其内部晶格结构的变化（形变）会破坏原来宏观表现为电中性的状态，产生极化电场（电极化），所产生的电场（电极化强度）与应变的大小成正比。这种现象称为正压电效应，它是由居里兄弟于1880年发现的。随后，在1881年又进一步发现这类单晶材料还具有逆压电效应，即具有正压电效应的材料在受到外加电场作用时，会有应力和应变产生，其应变与外电场的大小成正比。

　　压电效应是晶体结构的一个特性，它与晶体结构的非对称性有关，而压电效应的大小及性质则与施加的应力或电场对晶体结晶轴的相对方向有关。

　　具有压电效应的单晶材料种类很多，常用的如天然石英（SiO2）晶体，以及人工单晶材料如硫酸锂（Li2SO4）、铌酸锂（LiNbO3）等等。

　　电致伸缩效应

　　某些多晶材料中存在有自发形成的分子集团，即所谓“电畴”，它具有一定的极化，并且沿极化方向的长度往往与其他方向的长度不同。当有外加电场作用时，电畴会发生转动，使其极化方向与外加电场方向趋于一致，从而使该材料沿外加电场方向的长度将发生变化，表现为弹性应变。这种现象称为电致伸缩效应。

　　电致伸缩效应也有逆效应，即具有电致伸缩效应的多晶材料在经受外加应力产生应变时，其总的极化强度将会发生变化，即表现为电极化（产生电场）。

　　因此，电致伸缩效应可以说与电极化现象有关（自极化）。

　　1、超声波振子受潮，可以用兆欧表检查与换能器相连接的插头，检查绝缘电阻值就可以判断基本情况，一般要求绝缘电阻大于5兆欧以上。如果达不到这个绝缘电阻值，一般是换能器受潮，可以把换能器整体（不包括喷塑外壳）放进烘箱设定100℃左右烘干3小时或者使用电吹风去潮至阻值正常为止。

　　2、换能器振子打火，陶瓷材料碎裂，可以用肉眼和兆欧表结合检查，一般作为应急处理的措施，可以把个别损坏的振子断开，不会影响到别的振子正常使用。

　　3、振子脱胶，我们的换能器是采用胶结，螺钉紧固双重保证工艺，在一般情况下会出现这种情况。

　　4、不锈钢振动面穿孔，一般换能器满负荷使用10年可能会出现振动面穿孔的情况