超聲波常用的換能器由振動(dòng)激勵(lì)方式區(qū)分分為磁致伸縮換能器和電致伸縮換能器。 實(shí)現(xiàn)電能、機(jī)械能或聲能從一種形式的能量轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量的裝置稱(chēng)為換能器，也稱(chēng)有源傳感器。換能器是超聲波設(shè)備的核心器件，其特性參數(shù)決定整個(gè)設(shè)備的性能。 20世紀(jì)初，電子學(xué)的發(fā)展使人們能利用某些材料的壓電效應(yīng)和磁致伸縮效應(yīng)制成各種機(jī)電換能器。1917年，法國(guó)物理學(xué)家朗之萬(wàn)用天然壓電石英制成了夾心式超聲波換能器，并用來(lái)探查海底的潛艇。隨著軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中超聲應(yīng)用的不斷發(fā)展，又出現(xiàn)更大超聲功率的磁致伸縮換能器，以及各種不同用途的電動(dòng)型、電磁力型、靜電型換能器等多種超聲波換能器。 超聲波清洗系統(tǒng)重要的部分是換能器?，F(xiàn)存兩種換能器，一種是磁力換能器，由鎳或鎳合金制成；一種壓電換能器，由鋯鈦酸鉛或其它陶瓷制成。 將壓電材料放入電壓變化的電場(chǎng)中時(shí)，它會(huì)發(fā)生變形，這就是所謂的 '壓電效應(yīng)'。相對(duì)來(lái)說(shuō)，磁力換能器是用會(huì)在變化的磁場(chǎng)中發(fā)生變形的材料制成的。 無(wú)論使用何種換能器，通?；镜囊蛩貫槠洚a(chǎn)生的空化效應(yīng)的強(qiáng)度。超聲波和其它聲波一樣，是一系列的壓力點(diǎn)，即一種壓縮和膨脹交替的波（如下圖示）。如果聲能足夠強(qiáng)，液體在波的膨脹階段被推開(kāi)，由此產(chǎn)生氣泡；而在波的壓縮階段，這些氣泡就在液體中瞬間爆裂或內(nèi)爆，產(chǎn)生一種非常有效的沖擊力，特別適用于清洗。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)做空化作用。 換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器件其性能描述和評(píng)價(jià)需要許多參數(shù). 換能器的特性參數(shù)包括共振頻率、頻帶寬度、機(jī)電耦合系數(shù)、電聲效率、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)、阻抗特性、頻率特性、指向性、發(fā)射及接收靈敏度等等. 不同用途的換能器對(duì)性能參數(shù)的要求不同例如對(duì)于發(fā)射型換能器要求換能器有大的輸出功率和高的能量轉(zhuǎn)換效率;而對(duì)于接收型換能器則要求寬的頻帶和高的靈敏度及分辨率等. 因此在換能器的具體設(shè)計(jì)過(guò)程中必須根據(jù)具體的應(yīng)用對(duì)換能器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì). 如果超聲能量足夠大，空化現(xiàn)象會(huì)在清洗液各處產(chǎn)生，所以超聲波能夠有效清洗微小的裂縫和孔。空化作用也促進(jìn)了化學(xué)反應(yīng)并加速了表面膜的溶解。 然而只有在某區(qū)域的液體壓力低于該氣泡內(nèi)氣體壓力時(shí)才會(huì)在該區(qū)域產(chǎn)生空化現(xiàn)象，故由換能器產(chǎn)生的超聲波振幅足夠大時(shí)才能滿(mǎn)足這一條件。產(chǎn)生空化所需的小功率被稱(chēng)做空化臨界點(diǎn)。不同的液體存在不同的空化臨界點(diǎn)，故超聲波能量必須超過(guò)該臨界點(diǎn)才能達(dá)到清洗效果。也就是說(shuō)，只有能量超過(guò)臨界點(diǎn)才能產(chǎn)生空化泡，以便進(jìn)行超聲波清洗。