超音波トランスデューサは、超音波周波数範囲内の交流電気信号を音響信号に、または音響信号を電気信号に変換するエネルギー変換デバイスです。超音波装置のキーデバイスであるため、伝達機構やプロセスを問わず設計などに長年注目されています。
超音波トランスデューサの性能パラメータ
超音波トランスデューサはエネルギー変換デバイスであり、その性能の説明と評価には多くのパラメータが必要です。超音波トランスデューサの特性パラメータには、共振周波数、周波数帯域幅、電気機械結合係数、電気音響効率、機械品質係数、インピーダンス特性、周波数特性、指向性、送受信感度などが含まれます。トランスデューサの性能パラメータは目的によって異なります。たとえば、超音波トランスデューサの送信では、トランスデューサは大きな出力と高いエネルギー変換効率が必要です。超音波トランスデューサーの受信には、広い周波数帯域と高い感度と分解能が必要です。したがって、トランスデューサの特定の設計プロセスでは、トランスデューサの関連パラメータは、特定のアプリケーションの合理的な設計に従って実行する必要があります。
超音波振動子の解析方法
超音波振動子には回路系、機械振動系、音響系があり、これら３つが有機的に結合して一体化して動作します。これは、エレクトロニクスの融合であるため、研究方法を決定します。科学、力学、音響学などの研究方法と、電気機械音響のアナロジーを通じて、これら 3 つは統一された等価電気機械図と等価方程式を使用して、詳細な研究を容易に行うことができます。
超音波発生器は220Vの商用電源を高周波電流に変換し、超音波トランスデューサは高周波電流を機械振動に変換し、超音波ホーンを通じて振幅を増幅（縮小）し、最終的に作業用のツールヘッドに伝達します。超音波トランスデューサには一般に、磁歪セラミックと圧電セラミックの 2 つの形式があります。
トランスデューサの構成
中央の圧電セラミック素子
前後の金属カバー
プレストレストねじ
電極パッド
絶縁チューブ
この種のサンドイッチ型トランスデューサは、負荷が変化しても安定した超音波を発生し、パワー超音波駆動源を得る最も基本的かつ主要な方法です。さまざまな設計に従って、超音波トランスデューサーの形式は主に次のとおりです。
カラムタイプ（NTKタイプ）
逆ラッパ型（ベネンシン型）
スチール製の裏蓋
アルミクリップタイプ
超音波トランスデューサは、主に超音波溶接、超音波切断、超音波液体処理、超音波霧化スプレー、超音波金属溶融処理に適しています。
