河源市源城区鸿信超声波智能设备有限公司

超声波换能器（Piezoelectric Transducer）是一种将电能与机械能（超声波振动）互相转换的装置，广泛应用于工业、医疗、清洁等领域。以下是关于超声波换能器及其钛合金变幅杆（Horn/Amplifier）的详细介绍：
1. 核心构成与工作原理
压电陶瓷（PZT） ：核心材料为锆钛酸铅（Pb(Zr,Ti)O₃），具有高压电常数（d33）和高机电耦合系数（kₜ），确保高效能量转换。
钛合金变幅杆（Horn） ：通常采用 TC4（Ti-6Al-4V）钛合金 ，因其 高比强度 （强度/密度比）、低声阻抗 和 抗疲劳性 ，能有效放大振动振幅（增益比可达1:2~1:5）。
2. 关键性能参数
参数
典型值/说明
频率范围
15kHz–3MHz（工业常用20kHz–40kHz）
功率密度
10–1000W/cm²（取决于应用）
转换效率
＞90%（优质PZT陶瓷）
耐温性
-20°C至+150°C（带冷却系统可更高）
3. 选型要点
频率匹配 ：换能器、变幅杆、工具头（Tool）需共振频率一致（偏差＜±0.1kHz）。
阻抗分析 ：通过阻抗分析仪（如Agilent 4294A）检测谐振点（Fs）和反谐振点（Fp）。
散热设计 ：高功率应用需搭配水冷/风冷结构（如中空变幅杆设计）。
4. 应用场景对比
领域
典型配置
特殊要求
塑料焊接
20kHz换能器+阶梯型变幅杆
振幅均匀性（±5%以内）
金属焊接
15kHz高频换能器+钛合金复合变幅杆
高耐热性（＞200°C）
超声清洗
28kHz多振子阵列+耐腐蚀钛合金
空化效应优化
医疗超声
1–3MHz高频换能器+精密聚焦变幅杆
生物兼容性涂层
5. 常见问题与解决
振幅衰减 ：检查变幅杆螺纹连接是否松动（建议扭矩≥50N·m）。
发热异常 ：排查阻抗失配或冷却系统故障。
寿命缩短 ：避免长时间过载（＞额定功率120%）。