答：首先我們先來了解下什么是換能器及壓電式超聲波換能器原理：

換能器

換能器是指實(shí)現(xiàn)電能、機(jī)械能或聲能從一種形式的能量轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量的裝置稱為換能器，也稱有源傳感器。換能器是超聲波設(shè)備的核心器件，其特性參數(shù)決定整個(gè)設(shè)備的性能。超聲波換能器，其實(shí)就是頻率與其諧振頻率相同的壓電陶瓷，利用的是材料的壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。一般情況下，先由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波，經(jīng)超聲波。

工作原理

換能器將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，再經(jīng)超聲波導(dǎo)出裝置、超聲波接收裝置便可產(chǎn)生超聲波。 那么使用壓電材料作為換能材料制成的換能器就叫壓電陶瓷換能器。在這種換能器中，對壓電(換能)材料施加交變電場，它即產(chǎn)生交變的應(yīng)變，并向周圍的介質(zhì)發(fā)射聲波。反之，當(dāng)壓電材料受到聲場中聲壓作用時(shí)，發(fā)生機(jī)械應(yīng)變，由應(yīng)變引起內(nèi)部電極化的變化，在相應(yīng)的電極上產(chǎn)生與應(yīng)變成正比的電荷，并輸出電壓。壓電換能器是目前醫(yī)用超聲換能器的主要類型，其中多使用壓電陶瓷，由于陶瓷容易加工成所需要的形狀，可改變其組分和 工藝以滿足各種用途的高性能要求，因此使用很普遍；極化的壓電陶瓷在周期周期信號激勵(lì)下，產(chǎn)生伸縮振動(dòng)；當(dāng)對這種陶瓷片施加壓力或拉力，它的兩端會(huì)產(chǎn)生極性相反的電荷，通過回路而形成電流。這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。如果把用這種壓電陶瓷做成的換能器放在水中，那么在聲波的作用下，在其兩端便會(huì)感應(yīng)出電荷來，這就是聲波接收器。而且，壓電效應(yīng)是可逆的，假如在壓電陶瓷片上施加一個(gè)交變電場，陶瓷片就會(huì)時(shí)而變薄時(shí)而變厚，同時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)射聲波。這樣超聲波發(fā)射器的問題也就解決了。

超聲波清洗機(jī)換能器

存在的問題

1.壓電陶瓷換能器在工作中晶片極易發(fā)生破裂、極片易斷、接線易脫焊的機(jī)理類型(這些都是行業(yè)中一直存在的通病)，究其發(fā)生上述故障的原因，除了換能器的本身質(zhì)量外，主要因?yàn)楣β拾l(fā)生器沒有能很好跟蹤換能器在工作中由于受水位、溫度、工件大小的變化而影響其頻率的變化，二者之間處于失諧狀態(tài)的結(jié)果。在這點(diǎn)上頻率的自動(dòng)跟蹤顯得尤為重要。另一個(gè)不被人們所忽視的原因，則是缸內(nèi)多個(gè)換能器在工作時(shí)產(chǎn)生的各不相同頻率的反峰電壓，沒有被有效抑制所產(chǎn)生的后果。

2. 另外超聲波發(fā)生器輸出給換能器的高頻電壓高低也是個(gè)重要參數(shù)，但是不能認(rèn)為“不同電路的超聲波發(fā)生器，其輸出電路、電壓的不同足導(dǎo)致傳播效率的重要原因”“輸出電壓低，發(fā)生器消耗的電能就大，同時(shí)振子還容易發(fā)熱，產(chǎn)生的感應(yīng)電場強(qiáng)，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整電路，增大輸出給振子的電壓可能會(huì)取得很好的效果”。 我們認(rèn)為這種提法有待商榷、探討，發(fā)生器輸出給換能器的電壓高低足影響效率的一個(gè)重要原因，但它不是個(gè)固定不變的參數(shù)，要根據(jù)換能器頻率的高低和換能器的多少(功率)作相應(yīng)調(diào)整，換能器頻率高則電壓相應(yīng)要低，而換能器頻率低，同樣電壓應(yīng)相應(yīng)提高。此外，振子發(fā)熱的主要因素一是發(fā)生器的頻率和振子的實(shí)際諧振頻率處于失諧狀態(tài)，二是發(fā)生器的輸出阻抗和負(fù)載振子的整體阻抗不相匹配。如果滿足了上述兩個(gè)條件，就是說頻率既不失諧，阻抗又相匹配，那才是效率最好，溫升最低的狀態(tài)。如果單純增大輸出電壓倒有可能增 大了功耗而引起振子發(fā)熱。

3. 可喜的是恒功率超聲波清洗機(jī)通過近幾年的不懈努力，所創(chuàng)新的“全頻、實(shí)時(shí)”自動(dòng)跟蹤電路和非一般性的工藝處理，成功的解決了這些問題。有多臺加溫機(jī)型在外資企業(yè)已安全無故障地運(yùn)行了近三年之久。可以說恒功率超聲波清洗機(jī)給整個(gè)行業(yè)帶來了一片春意。

以上是經(jīng)驗(yàn)之談，其中專業(yè)技術(shù)需要懂電子技術(shù)的人士才能理解，而在這個(gè)行業(yè)有多年經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識也才能明白，不管怎樣發(fā)展，超聲波技術(shù)的核心超聲波發(fā)生器的技術(shù)的提高才能推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，因此，不管地域的卻別有多大，行業(yè)之間都要有良好的技術(shù)溝通，共同發(fā)展，共同進(jìn)步，共同促進(jìn)超聲波行業(yè)的進(jìn)步。