超聲波換能器的應用十分廣泛,它按應用的行業分為工業、農業、交通運輸、生活、醫療及軍事等。按實現的功能分為超聲波加工、超聲波清洗、超聲波探測、檢測、監測、遙測、遙控等；按工作環境分為液體、氣體、生物體等;按性質分為功率超聲波、檢測超聲波、超聲波成像等。
壓電陶瓷變壓器
壓電陶瓷變壓器是利用極化后壓電體的壓電效應來實現電壓輸出的。其輸入部分用正弦電壓信號驅動,通過逆壓電效應使其產生振動,振動波通過輸入和輸出部分的機械耦合到輸出部分,輸出部分再通過正壓電效應產生電荷,實現壓電體的電能-機械能-電能的兩次變換,在壓電變壓器的諧振頻率下獲得最高輸出電壓。與電磁變壓器相比,這具有體積小,質量輕,功率密度高,效率高,耐擊穿,耐高溫,不怕燃燒,無電磁干擾和電磁噪聲,且結構簡單、便于制作、易批量生產,在某些領域成為電磁變壓器的理想替代元件等優點。此類變壓器用于開關轉換器、筆記本電腦、氖燈驅動器等。
超聲波馬達
超聲波馬達是把定子作為換能器,利用壓電晶體的逆壓電效應讓馬達定子處于超聲波頻率的振動,然后靠定子和轉子間的摩擦力來傳遞能量,帶動轉子轉動。體積小,力矩大,分辨率高,結構簡單,直接驅動,無制動機構,無軸承機構,這些優點有益于裝置的小型化。廣泛應用于光學儀器、激光、半導體微電子工藝、精密機械與儀器、機器人、醫學與生物工程領域。
超聲波清洗
機理是利用超聲波在清洗液中傳播時的空化、輻射壓、聲流等物理效應,對清洗件上的污物產生的機械起剝落作用,同時能促進清洗液與污物發生化學反應,達到清洗物件的目的。所用的頻率根據清洗物的大小和目的可選用10～500kHz,一般多為20～50kHz。隨著頻率的增加,可采用郎之萬振子、縱向振子、厚度振子等。在小型化方面,也有采用圓片振子的徑向振動和彎曲振動的。在各種工業、農業、家用設備、電子、汽車、橡膠、印刷、飛機、食品、醫院和醫學研究等行業得到了越來越廣泛的應用。
超聲波焊接
超聲波焊接有超聲波金屬焊接和超聲波塑料焊接兩大類。其中超聲波塑料焊接技術已獲得較為普遍的應用。它是利用換能器產生的超聲振動,通過上焊件把超聲振動能量傳送到焊區。由于焊區即兩焊件交界處聲阻大,所以會產生局部高溫使塑料熔化,在接觸壓力的作用下完成焊接工作。超聲塑料焊接可方便焊接其他焊接法無法焊接的部位。另外,還節約了塑料制品昂貴的模具費,縮短了加工時間,提高了生產效率,有經濟、快速和可靠等特點。
超聲波加工
把微細磨料隨工具一起以一定靜壓力加在工件上,就能加工出與工具相同的形狀。加工時換能器需在15～40kHz的頻率下,產生15～40微米的振幅。超聲波工具使工件表面的磨料以相當大的沖擊力連續沖擊,破壞超聲輻射部位,使材料破碎而達到去除材料的目的。超聲波加工主要應用于寶石、玉器、大理石、瑪瑙、硬質合金等脆硬材料的加工以及異型孔和細深孔的加工。此外,在普通切削工具上加振動時,也可起到提高精度和效率的作用。
超聲波減肥
利用空化效應和微機械振動,將人體表皮下多余的脂肪細胞破碎、乳化后排出體外,達到減肥、塑形的目的。這是國際上90年代發展起來的一項新技術。意大利的Zocchi首次將超聲去脂用于床,并獲得成功,為整形、美容開創了先河。超聲去脂技術在國內外得以迅速發展。
超聲波育種
對植物種子進行適當頻率和強度的超聲波照射,可提高種子的發芽率,降低霉爛率,促進種子的生長,提高植物生長速度。據資料介紹,超聲波可使某些植物種子生長速度提高2～3倍。
電子血壓計
利用接收血管的壓力,當氣囊加壓緊壓血管時,因外加壓力高于血管舒張壓力,感受不到血管的壓力;而當氣囊逐漸泄氣,對血管的壓力隨之減小到某一數值時,二者的壓力達到平衡,此時就能感受到血管的壓力,該壓力即為心臟的收縮壓,通過放大器發出指示信號,給出血壓值。電子血壓計由于取消了聽診器,可減輕醫務人員的勞動強度。
遙測遙控
在有毒、放射性等惡劣環境中,人們不能接近工作,需要遠地控制;電視機,電風扇以及電燈等電器開關需要遙控,都可裝上,通過遠地發射超聲波由裝在需要控系統上的接收換能器所接收,把聲信號轉變成電信號使開關動作。
交通監測
現代交通,自動監測車輛的通行和計數以便掌握車輛的運行情況是非常必要的。如交通監理站安裝一個收發兼用的及其附屬設備,當車輛通過時就有一個聲脈沖返回,通過計數累計可得到日行車輛的數量。給汽車尾部裝一個收發兩用的換能器,可防止倒車相撞事故發生。在公路上安裝接收型壓電還可以監測噪聲指數。
測距
超聲波測距裝置又叫聲尺。它是通過收發兩用的換能器,測量脈沖時間間隔。聲尺可測10m以內的距離,精度可達千分之幾。
檢漏及氣體檢測
對于壓力系統,在泄漏處,由于壓力容器的內外壓差造成射流噪聲。這種噪聲頻譜極寬。對于非壓力系統,可在密閉系統內安放一個超聲波源,然后從密閉系統外部接收。一般未泄漏時測到的信號幅度極小或沒有,在泄漏處信號幅度有突然增大的趨勢。氣體流量檢測也是化工中的重要手段之一。流量檢測目前有多種放大，如浮子流量計等。但利用主要優點是不妨礙流體的流動。
信息采集
智能機器人要實現在空間自由行走、辨認物體等功能,不僅要用測距導盲,而且要成像辨識。所以,需要小型的超聲波換能器陣,以實現多種功能,這方面將成為一項重要的研究課題,吸引著眾多的科學家為之奮斗。
