在工程檢測過程中，經(jīng)常會用到壓電陶瓷換能器，很多朋友不了解，壓電陶瓷換能器可用在什么環(huán)境中，下面天功測控小編簡單介紹壓電陶瓷換能器是怎么形成的。

       壓電陶瓷換能器由壓電陶瓷片和輕、重兩種金屬組成，在一定的溫度下經(jīng)極化處理后，具有壓電效應。壓電陶瓷超聲換能器很早就進入了人們的研究視野，它制作方便，可操控強，靈敏度高，機電耦合性好。基于壓電陶瓷開發(fā)的換能器包括功率超聲換能器和檢測超聲換能器。

       超聲技術是一種廣泛使用的無損檢測技術，它以聲學理論為基礎，不斷應用于電子、通信、醫(yī)學、生物及物理領域。在現(xiàn)代檢測技術中，利用超聲技術研制的換能器以其靈敏度高、精度高等優(yōu)點正在越來越受到人們的關注。

       檢測過程中常用的換能器有： 壓電式換能器、磁致伸縮換能器、電磁聲換能器和激光換能器。最常用的是壓電換能器，它的核心部件就是壓電晶片。壓電晶片可以在壓力的作用下發(fā)生形變，從而導致晶片本身發(fā)生極化，在晶片表面出現(xiàn)正負束縛電荷，此效應為壓電效應。并且，壓電效應具有可逆性，即對晶片施加電壓后會發(fā)生形變。在檢測過程中，利用超聲探頭的逆壓電效應可以產(chǎn)生超聲波，利用壓電效應達到接收超聲波的目的。壓電陶瓷超聲換能器很早就進入了人們的研究視野，它制作方便，可操控強，靈敏度高，機電耦合性好。基于壓電陶瓷開發(fā)的換能器包括功率超聲換能器和檢測超聲換能器。

       壓電陶瓷換能器工作原理

       壓電陶瓷換能片的原理是，當壓力或張力施加到陶瓷片上時，在陶瓷片的兩端會產(chǎn)生極性相反的電荷，并通過電路產(chǎn)生電流。這種效應稱為壓電效應。如果由這種壓電陶瓷制成的換能器被放入水中，那么在聲波的作用下，在換能器的兩端會感應出電荷，這是聲波接收器。此外，壓電效應是可逆的。 如果交變電場施加到壓電陶瓷片上，陶瓷片會不時變得越來越薄和厚，同時產(chǎn)生振動并發(fā)出聲波。因此，解決了超聲波發(fā)射器的問題。

       壓電陶瓷換能器有兩種材料：磁致伸縮金屬和壓電陶瓷。本文的目的是設計用于大功率機械超聲加工的換能器，因此只討論壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器作為一種能量傳輸網(wǎng)絡，存在能量轉換效率問題。轉換效率與換能器材料、振動形式、機械振動系統(tǒng)（包括支撐機構）的結構以及工作頻率的選擇有關。因此，在超聲換能器的設計中，應該考慮各種因素，如聲阻抗、頻率響應、阻抗匹配、聲學結構、振動模式和轉換材料，以及如何設計和協(xié)調(diào)這些因素，以使電聲轉換達到最佳值。

       壓電陶瓷換能器是一種具有壓電特性的電子陶瓷材料，與不含鐵電成分的典型壓電石英晶體的主要區(qū)別在于，構成其主要成分的晶相都是鐵電晶粒。 因為陶瓷是具有隨機取向晶粒的多晶聚集體，所以每個鐵電晶粒的自發(fā)極化矢量也是迷失方向的。 為了使陶瓷表現(xiàn)出宏觀壓電特性，壓電陶瓷必須在燒制后在強直流電場中極化，端面經(jīng)受多個電極，從而原始無序取向的極化矢量優(yōu)先取向于電場方向，電場消除后，極化處理后的壓電陶瓷將保持一定的宏觀殘余極化強度，從而使陶瓷具有一定的壓力。

       雖然壓電陶瓷換能器看起來不顯眼，但能量大，起著舉足輕重的作用，正由于壓電陶瓷換能器具有靈敏度高、精度高等優(yōu)點被廣泛應用于各行各業(yè)，協(xié)助無損檢測。