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??如果外力作用在氣體、液體或固體等彈性介質上，則壓力和密度波動會在空間和時間上從受力點開始進行起伏傳播。這就是所謂的聲音。
超聲波是傳播波的頻率超出16,000赫茲時使用的術語，如此之高的頻率使其無法被人耳察覺。超聲波的頻率范圍高達16千兆赫，即160億周期/秒。
工業、醫療技術和研究將超聲波用于多種用途。廣為人知的應用領域是超聲檢查，也稱為回波描記術。在這里，超聲波用于生成組織和器官的圖像。與醫療技術中的其他成像方法相比，超聲檢查一個很大的優勢在于聲波是無害的，甚至可以用于未出生的嬰兒。
除了醫學成像之外，測量技術中的應用還要求低聲強。聲強描述了撞擊某個表面的功率。如果聲強超過10瓦/厘米2，則稱為高功率聲音。與低功率超聲波相比，高功率超聲波會引起材料變化甚至破壞，因此適用于材料加工、超聲清洗或醫療領域的碎石術。
壓電陶瓷元件如何產生超聲波？
壓電陶瓷是產生和檢測超聲波的適宜材料。載流子在電場作用下在壓電材料中遷移，從而導致長度出現肉眼可見的的變化（逆壓電效應）。如果施加的電壓為交流電壓，則介質（例如空氣）中的粒子開始振動。出現壓力波動。粒子稀疏會導致壓力降低，而受壓則會導致壓力增加。聲音波長描述了兩個稀疏或受壓區域之間的距離。產生的聲波在周圍介質中傳播。聲速根據介質的密度和彈性特性的不同而變化。
縱波與橫波之間存在根本性區別。對于縱波，振蕩發生在其傳播面上。它們可以在液體和氣體中傳播，也可以在固體中傳播。而對于橫波，則垂直于其傳播方向振蕩，這僅在固體中才有可能。兩種波型均可以通過邊界區域的反射或折射轉換為另一種波形，從而形成密度更大的材料。
換能器的原理結構
電聲換能器也稱為換能器，可將聲能轉換為電能，反之亦然。它由有源壓電陶瓷元件、外殼和電氣連接器組成。
傳播聲波的一個重要參數是特性聲阻抗，也稱為波阻抗。它取決于介質密度和聲速。兩種介質的聲阻抗之間的差異決定了聲波能否以及如何從一種介質傳播到另一種介質。如果該差異過大，就會反射聲波，因此無法進行傳播。
壓電陶瓷元件與換能器中的周圍介質之間的適配層（轉換層）可確保聲阻抗的*小可能差異，從而提高傳播質量。理想情況下，該層的厚度等于聲波波長的四分之一(λ/4)。
通過阻抗表征壓電陶瓷
受激振蕩的壓電元件的機電特性可以用電氣等效電路圖表示。C0 表示電介質的電容。串聯 C1, L1和 R1 描述了彈性變形、有效質量和慣性以及內部摩擦產生的機械損失等機械性能的變化。然而，此諧振電路的描述僅適用于機械固有諧振附近的頻率。大多數壓電材料參數是通過對共振時的特殊試驗體進行阻抗測量來確定。Z 阻抗也稱為視在電阻，是一種復合型交流電阻，其中實部代表歐姆電阻，虛部代表電抗。阻抗由復矢量的長度和相位角φ來描述。
