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在功率超声设备中,超声波振动系统起着将超声波发生器产生的高频高压电能转变为机械能并直接作用于介质的关键作用。组成超声振动系统的换能器、变幅杆和工具头的设计及优化,直接决定着超声波系统的应用效果。论文首先综述了超声波系统国内外研究及应用现状,详细分析了功率超声波振动系统的换能器、变幅杆以及工具头的类型和特性参数。对夹心式压电陶瓷换能器进行了研究,分析了其等效电路及导纳图,并设计了一款谐振频率为20KHz的4片式圆柱型换能器。接着进行了与这款换能器匹配的变幅杆设计,通过理论计算得到变幅杆长度、面