Cấu tạo và nguyên lý của đầu dò siêu âm

Đầu dò siêu âm thực chất là gốm áp điện có cùng tần số với tần số cộng hưởng của chúng. Chúng sử dụng hiệu ứng áp điện của vật liệu để chuyển đổi năng lượng điện thành rung động cơ học. Trong trường hợp bình thường, sóng siêu âm đầu tiên được tạo ra bởi máy phát siêu âm, được chuyển đổi thành rung động cơ học bằng đầu dò siêu âm, sau đó sóng siêu âm được tạo ra bởi thiết bị tạo sóng siêu âm và thiết bị thu sóng siêu âm. Máy làm sạch siêu âm sử dụng sóng siêu âm liên tục lan truyền trong chất lỏng làm sạch để làm sạch bụi bẩn trên đồ vật. Tần số rung siêu âm được xác định bởi đầu dò siêu âm. Các tần số khác nhau có thể được thiết lập tùy theo đối tượng làm sạch để đạt được mục đích làm sạch. Cấu tạo của đầu dò siêu âm: Đầu dò siêu âm chủ yếu có cấu tạo gồm một phần tử gốm áp điện ở giữa (vòng gốm áp điện PZT), tấm vỏ kim loại phía trước và phía sau, vít dự ứng lực, tấm điện cực và ống cách điện (xem hình bên dưới)

Nắp trên bằng kim loại (thiết bị điều khiển phía sau): Phần tử hình trụ ở mặt sau của bộ chuyển đổi áp điện. Bộ điều khiển phía sau được đặt dựa vào miếng gốm áp điện cuối cùng và tạo áp suất tải trước, thường thông qua các bu lông xếp chồng lên nhau.

Tấm điện cực: Một đĩa dẫn điện mỏng giữa các gốm áp điện liền kề trong đầu dò. Điện áp điều khiển đầu dò được đặt vào giữa các điện cực này.
Vỏ bức xạ: Truyền năng lượng siêu âm của đầu dò vào chất lỏng, thường được cố định ở phía dưới hoặc xung quanh bể làm sạch
Vít dự ứng lực: Một bu lông xếp chồng lên nhau đi qua một lỗ ở giữa trên gốm. Khi bu lông này được siết chặt, gốm sẽ bị nén giữa bộ dẫn động phía sau và phía trước, từ đó tạo ra ứng suất dự ứng lực cần thiết cho gốm.
Gốm áp điện: Gốm áp điện là trái tim của đầu dò, bộ phận chuyển đổi tín hiệu điện của máy phát siêu âm thành rung cơ học tuyến tính.

Nguyên lý và chức năng của đầu dò siêu âm: Đầu dò siêu âm là một loại gốm áp điện cộng hưởng ở tần số siêu âm. Tín hiệu điện được chuyển đổi thành rung động cơ học nhờ hiệu ứng áp điện của vật liệu. Chức năng của nó là chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học (tức là sóng siêu âm) rồi truyền nó ra ngoài, trong khi bản thân nó tiêu thụ một phần rất nhỏ năng lượng. Hình dạng của đầu dò làm sạch siêu âm: đầu dò hình trụ, đầu dò hình loa kèn, dải tần từ 20KHz đến 200KHz, bao gồm đầu dò siêu âm tần số kép/ba tần số để lựa chọn.