超声波换能器是一种能量转换器件,它的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去,而它自身消耗很少一部分功率(小于10%)。所以,使用超声波换能器最主要考虑的问题就是与输入输出端的匹配,其次是机械安装和配合尺寸。
超声波换能器在合适的电场激励下能发生有规律的振动,其振幅一般10μm左右,这样的振幅要直接完成焊接和加工工序是不够的。连上通过合理设计的变幅杆后,超声波的振幅可以在很大的范围内变化,只要材料强度足够,振幅可以超过100μm。
因加工方式和要求不同,换能器的工作方式大致可分为连续工作(如花边机,CD机,清洗机,拉链机)和脉冲工作(如塑料焊机),不同的工作方式对换能器的要求是不同的。一般而言,连续式工作几乎没有停顿时间,但工作电流不是很大,脉冲工作是间歇的,有停顿,但瞬间电流很大。平均而言,二种状态的功率都是很大的。
使用超声波换能器最主要考虑的问题就是与输入输出端的匹配,其次是机械安装和配合尺寸。换能器的频率相对而言还比较直观些。该频率是指用频率(函数)发生器,毫伏表,示波器等通过传输线路法测得的频率,或用网络阻抗分析仪等类似仪表测得的频率。一般通称小信号频率。与它相对应的是上机频率,即客户将换能器通过电缆连到机箱上,通电后空载或有载时测得的实际工作频率。因客户匹配电路各不相同,同样的换能器在不同的驱动电源(电箱)表现出来的频率是不同的,这样的频率不能作为交流讨论的依据。
让换能器和驱动电源、模具良好配合以形成一台完整的超声波设备可以简称为匹配。由于匹配对整机性能的影响是决定性的,无论怎样强调匹配的重要性都不为过。匹配最主要考虑的因素是换能器的电容量,其次是换能器的频率。