超声波的产生主要通过压电效应实现,具体过程如下:
压电效应基础
压电材料(如石英、压电晶体)具有逆压电效应,即在施加交变电信号时产生机械振动。这一效应分为正压电效应(机械能→电能)和逆压电效应(电能→机械能)。
超声波发生器工作原理
电信号激发 :通过振荡器产生高频(20kHz以上)电信号,该信号施加于压电晶体表面。 - 机械振动生成 :电信号导致晶体发生周期性形变(如一面收缩、一面膨胀),形成机械振动。 - 超声波发射 :振动通过介质(如空气、水)传播,形成高频声波。
频率调节与发射控制
需通过电子仪器调节电信号频率,确保输出超声波在20kHz至2MHz范围内。发射器通常由压电晶体制成,可精准控制振动参数。
应用场景
超声波广泛应用于医疗成像(如超声检查)、工业检测、清洗等领域,其高频特性使其能穿透材料并产生回波信号。
总结 :超声波通过压电材料的逆压电效应实现,核心在于电信号与机械振动的相互转换,结合频率调节技术可生成特定波形的超声波。