超聲波換能器靜態(tài)匹配系統(tǒng)
超聲波是一種機(jī)械波,其頻率高于20KHz,具有方向性強(qiáng)、攜帶能量強(qiáng)、穿透力強(qiáng)等特點(diǎn),可獲得較為集中的聲能。超聲波在傳播過程中與介質(zhì)發(fā)生相互作用,可分為以下四種超聲效應(yīng):機(jī)械效應(yīng)、空化作用、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)。利用不同的超聲效應(yīng)可將超聲波應(yīng)用于不同的領(lǐng)域,而用以超聲與其他形式能量之間轉(zhuǎn)換的裝置被稱為超聲波換能器,在超聲應(yīng)用中起著至關(guān)重要的作用。
隨著壓電超聲波換能器的快速發(fā)展,其運(yùn)用于不同的領(lǐng)域如超聲清洗、超聲加工、超聲焊接、超聲醫(yī)療、超聲檢測等等。在功率超聲應(yīng)用領(lǐng)域中,超聲清洗占有大部分市場,超聲清洗機(jī)激勵源中的功率放大器產(chǎn)生交變電信號驅(qū)動壓電超聲換能器中壓電陶瓷片振動,產(chǎn)生超聲波,實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。
壓電超聲波換能器結(jié)構(gòu)
目前大部分壓電超聲波換能器系統(tǒng)主要由激勵源(由信號發(fā)生器和功率放大器組成)、靜態(tài)阻抗匹配電路、壓電超聲波換能器三個部分組成,可滿足大功率壓電換能器激勵的基本要求。
激勵源主要實(shí)現(xiàn)信號產(chǎn)生及功率放大,通常是開關(guān)型超聲波電源或功率放大器,輸出阻抗為純阻性,而換能器在其諧振頻率下輸入阻抗呈容性,若激勵源直接驅(qū)動換能器,阻抗不匹配,存在無功功率,系統(tǒng)效率低,因此必須在換能器與激勵源之間增加匹配電路,調(diào)節(jié)至阻抗匹配。
ATA-2000系列功率放大器是一款可放大交、直流信號的功率放大器。最大差分輸出1600Vp-p (±800Vp)高壓,可以驅(qū)動高壓型負(fù)載。可與主流的信號發(fā)生器配套使用,被廣泛的應(yīng)用在激勵源的組成當(dāng)中,用于實(shí)現(xiàn)信號的功率放大,驅(qū)動超聲波換能器。Aigtek功率放大器還被應(yīng)用在水下通信,mems驅(qū)動,聲吶系統(tǒng)等多個領(lǐng)域。