夹心式纵向换能器是一种利用压电陶瓷的逆压电效应将电能转换为机械能的装置。下面是更详细的关于夹心式纵向换能器是如何工作的解释：
夹心式纵向换能器的基本结构包括：
压电陶瓷片：通常是多层压电陶瓷圆片堆叠而成，具有将电能转换为机械能（逆压电效应）的能力。
前后金属块：这两块金属块分别位于压电陶瓷片的两端，起到支撑和传导机械振动的作用。
预应力螺栓：通过中心孔穿过压电陶瓷片和金属块的螺栓，用于施加预应力。
工作原理
1. 逆压电效应：当交流电信号施加到压电陶瓷片两端的电极上时，压电陶瓷会产生机械振动。这是因为压电陶瓷具有逆压电效应，即在外加电场的作用下产生机械变形。
2. 预应力的作用：压电陶瓷的抗拉强度较弱，容易在拉伸状态下发生损坏。因此，通过前后金属块给压电陶瓷片施加预应力是非常必要的。
预应力的作用是确保压电陶瓷在大频率振动时始终处于压缩状态，避免其因拉伸而损坏，从而保证换能器的稳定性和可靠性。
3. 振动模式：夹心式换能器的振动方式主要是沿轴线方向的伸缩振动，即纵向振动。这种振动模式使得换能器能够高效地将电能转换为机械能，并通过前端金属块将机械振动传递出去。
工作流程
1. 电能输入：交流电信号通过导线输入到压电陶瓷片两端的电极上。
2. 机械能转换：压电陶瓷片在电场的作用下产生纵向伸缩振动。
3. 预应力保持：预应力螺栓通过施加适当的预应力，确保压电陶瓷片在振动时始终保持在压缩状态，防止其因拉伸而损坏。
4. 机械能输出：通过前端金属块将产生的机械振动传递出去，用于各种应用场合，如水声传播、超声波清洗、超声波焊接等。
夹心式纵向换能器通过压电陶瓷的逆压电效应将电能转换为机械能。预应力的施加确保了压电陶瓷在高频振动时的稳定性和可靠性。
这种换能器的工作原理简单而高效，适用于多种应用场景，如水声技术、超声技术等领域。
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