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超聲波焊接原理
超聲波的產生(四)

一般來說,介質在電場中會發生極化并變形。這種現象被稱為電失真(electrostriction),這種電失真現象被用作超聲波聲源是在鈦酸鋇被發現之后。鈦酸鋇的結晶是鐵電體,會沿其極化方向顯著延伸。


超聲波用的振蕩器使用的是將結晶顆粒燒結成型的瓷器。圖7是電場與伸長關系的例子,伸長幾乎與電場的平方成正比。像這樣發生電失真現象時,與壓電現象時不同,變形的符號不取決于電場的方向,因此要對其施加崗亭電壓使其振動,就必須事先給予直流偏倚極化。為此,將振子置于強直流電場中的每隔一段時間,制造‘永久極化’來使用。如果在高溫下進行這個處理的話效果會更好。


 因此,在工作點附近的線型部分,可以在形式上與壓電振子類似,并且可以定義壓電常數(表2)。因此,等效電路也可以如圖4所示,但由于其異常大的介電常數,C0由于它的阻抗很大,而且n也很大,所以它的阻抗很低,通常只有幾歐姆甚至幾十歐姆,與石英晶體諧振器相比更容易操作。鈦酸帕里姆振蕩器的另一個主要優點是,它可以模塑成所說的各種形狀,如圖8所示,可以根據目的制作各種形狀的東西。臂狀物體適合將聲音能量集中在一點上,在這個焦點上可以獲得數100W/cm2的聲音強度。通過使管狀物體徑向振動,使液體在其中流動,可以進行連續的超聲波處理。


鈦酸鋇振蕩器的缺點是;其大電介質損耗的缺點是發熱多,且其諸性質對溫度極為敏感。因此在發出強聲波時,要充分注意冷卻。


鈦酸鋇振蕩器的阻抗較低,因此與水晶振蕩器的結合方式不同。圖9示出了連接到Hartley振蕩器的示例。


 

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