壓電超聲換能器原理
超聲波換能器的功能是將輸入電功率轉換為機械功率（即超聲），然後傳輸，同時消耗其自身功率的一小部分。
對於超聲換能器，要解決的技術問題是設計一種工作距離大，頻帶寬的超聲換能器。該換能器由外殼，匹配層，壓電陶瓷圓盤換能器，背襯，引出電纜和mb陣列接收器組成。壓電陶瓷盤式換能器由沿厚度方向極化的PZT-5壓電材料製成。 mb陣列接收器由8-16個Cy傳感器，兩個金屬環和橡膠墊圈組成。本發明的工作距離大於35m，頻帶寬度達到10kHz，可以檢測出高速移動的長距離目標。
超聲波換能器，包括外殼（1），匹配層（即聲窗）（2），壓電陶瓷圓盤換能器（3），背襯（4），引出電纜（5），其特徵在於，還包括mb陣列接收器，它由引出電纜（6），8-16 Cy傳感器（7），金屬環（8），（9）和橡膠墊圈（10）組成；陣列接收器位於磁碟上壓電壓電換能器3;壓電陶瓷盤式換能器用作基本的超聲換能器，用於發送和接收超聲信號。 mb陣列接收器位於圓盤壓電換能器上方，作為超聲波接收器，它用於接收圓盤換能器頻帶之外的都卜勒回波信號。主要適用於超聲波塑料焊接機，超聲波金屬焊接機等。
超聲波換能器是一種能量轉換設備，其功能是將輸入的電能轉換為機械能（即超聲波），然後進行傳輸，並且其自身消耗的電能很小（不到10％）。
超聲換能器的測量中包括的參數：
F：共振頻率（阻抗最小的狀態）
FS：反諧振頻率（處於最大阻抗時的狀態）
F1-F2：帶寬
R：動態電阻（阻抗）
C0：靜態電容（可以測量電容表）
C1：動態電容（匹配參數）
L1：動態電感（匹配參數）
以上數據可以通過阻抗分析儀/ HP4139進行測量。可以測量關鍵的動態參數。
1.從純電氣角度來看：它是一個電容器，由電阻計測量。
2.從純粹的機械觀點來看：這是一種可以引起共鳴的彈性物體。像二胡琴弦一樣，振動在內部具有特殊的模式，但是它比它複雜一些，並且表現出不同頻率下的串聯諧振和並聯諧振的特性。
3.從電聲的角度來看：它是一個轉換器。當施加電壓時，產生體積變化。當體積變化受到限制時，力會施加在限制它的物體上。當施加力時，產生電壓。
這種轉換就像我們電源中使用的變壓器一樣。描述變壓器轉換的參數是匝數比n，輸入Vp是輸出Vs。然後，轉換由Vp = -nVs表示。變壓器兩側的參數均為電壓V。
描述換能器轉換的參數是電聲轉換係數（電聲比）Φ，電參數參數電流I，聲學終端（或呼叫終端）參數是聲速v，轉換由I =- Φv。
因為電網分析理論相對成熟，所以使力學接近電勢意味著使用電氣描述方法（例如V，I，R，L，C等）來描述力學定律。
在等效圖的機器端，力F等於電壓V，聲速v等於電流I，力阻抗Zm等於電阻R。
因此，在機器方面，歐姆定律的機械形式為：F = v·Zm;機器側的Lm，Cm等僅用於分析和理解。它們是虛擬參數，很難測量，但是可以通過測量其他參數來估計（如果使用）。
當物體受力時，物體有改變狀態的趨勢。阻力形式變化的因素是受力阻力Zm的原因，例如損耗，動能，彈性勢能和其他能量，因此
Zm = Rm + j·Xm = Rm + j·（ωM-K /ω）
可以理解為：損耗因數Rm將能量轉換成換能器以外的能量，例如熱量損失，並且這種能量轉換是不可逆的。
Xm可以理解為像電子零件（如LC）那樣存儲能量的因素，包括轉換成機械動能的ωM項，以及在彈性變形後變成彈性勢能的K /ω項。儲能的兩項只是臨時儲能。回收利用，以及當它們彼此轉換時，不同形狀和材料的換能器具有不同的性能。
為了分析換能器的壓電裝置，我認為應該有以下三種狀態：
1.自由狀態：分析壓電膜時未夾緊的狀態；
2.夾緊狀態：製造傳感器但未施加負載時；
3.使用狀態：實際使用中，換能器被放置在使用介質中，了解這種狀態是設計電源時最需要的。
從等效電路的角度來看，換能器和晶體濾波器的電氣特性相似。應該有兩個諧振頻率，LCR串聯諧振頻率和LC0並聯諧振頻率。
如果換能器中（工業上）通常使用的諧振頻率僅指串聯諧振頻率（最小阻抗狀態），而忽略並聯諧振頻率，那麼可以理解為：有效完成電聲轉換，工作頻率應該是串聯諧振頻率。只有在該頻率下，L和C的電抗才會互相抵消，能量才能以最大效率傳輸到R；靜態電容C0被電路中的匹配電感Lz抵消，使開關輸出的電壓保持電流相位儘可能一致，以滿足電路輸出能量傳輸的高效率。這個可以嗎？
參數中的L1和C1是否與上方31圖中的L和C相同？
如果是，是否可以這樣理解輸出循環：
將傳感器連接到電源後，將反饋變壓器的輸出電路放置在另一個諧振電路（LzC0）的電容器C0兩端並聯一個諧振電路（L1C1R）。前一個迴路是不可調節的（但我想知道它是否受聲學負載變化的影響嗎？），而後一個迴路可以通過Lz進行調整。
L1和C1將受到負載的影響。主要因素是溫度和機械負載。當溫度升高到45度以上時，電流會增加，但輸出功率會明顯降低；對於機械載荷，也會不可避免地影響L1和C1，因為超聲換能器的原理是機械應變效應，在施加機械載荷後會改變換能器的結構，質量和形狀，從而改變換能器的應變特性。兩者對換能器的綜合作用將使共振頻率偏移2％或更多。