超聲波換能器是一種能將電能和機(jī)械振動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的裝置，其原理主要基于壓電效應(yīng)或磁致伸縮效應(yīng)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。具體介紹如下：

工作原理：

壓電效應(yīng)：壓電式超聲波換能器利用壓電材料（如 鋯鈦酸鉛、石英等）的壓電效應(yīng)工作。在施加交變電壓時(shí)，壓電材料會(huì)發(fā)生機(jī)械形變，從而產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，此為發(fā)射模式。反之，當(dāng)超聲波作用于壓電材料時(shí)，材料會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，即接收模式。其優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)快、頻率高，體積小，適用于精密設(shè)備。

磁致伸縮效應(yīng)：某些鐵磁材料（如鎳、鐵鈷合金）在交變磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生伸縮振動(dòng)，從而產(chǎn)生超聲波，這是磁致伸縮式超聲波換能器的工作原理。其功率大，適用于低頻，常用于工業(yè)清洗、焊接等領(lǐng)域。

應(yīng)用場(chǎng)景：

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：超聲成像（B 超、彩超）利用高頻換能器實(shí)時(shí)觀察人體組織。如高強(qiáng)度超聲（HIFU）可用于美容緊膚。此外，還有超聲潔牙、超聲手術(shù)刀等，利用超聲波振動(dòng)進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)。

工業(yè)領(lǐng)域：超聲清洗利用空化效應(yīng)去掉零件表面的污垢。超聲焊接則用于塑料、金屬的快速無縫連接，如手機(jī)電池封裝。同時(shí)，超聲波換能器還可用于無損檢測(cè)，通過檢測(cè)超聲波在材料內(nèi)部的傳播情況來發(fā)現(xiàn)焊縫、鑄件等材料內(nèi)部的缺陷。

消費(fèi)電子領(lǐng)域：超聲波指紋識(shí)別通過高頻超聲波穿透屏幕檢測(cè)指紋紋路。美容儀器如黑頭鏟、導(dǎo)入儀等，利用低頻超聲波促進(jìn)護(hù)膚品吸收或清潔毛孔。另外，霧化加濕器也是利用超聲波換能器將水分子霧化，提高空氣濕度。

其他領(lǐng)域：在測(cè)距與避障方面，如無人機(jī)、掃地機(jī)器人可利用超聲波換能器感知周圍環(huán)境。海洋聲吶領(lǐng)域也會(huì)用到超聲波換能器，用于潛艇探測(cè)、漁業(yè)資源調(diào)查等。