激波發生器是由超聲換能器設計而成的。壓電式超聲換能器系統是根據壓電逆效應，通過激勵電源載入壓電換能器實現電、聲轉換的。
基本介紹
- 中文名：激波發生器
- 外文名：shock wave generator
- 作用：產生激波
- 低級形式：超聲換能器
- 原理：壓電逆效應
- 領域：製造業
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激波的產生和發展
激波（Shock Wave），又稱震波。當氣體以超音速繞物體流動時，在物體前面會形成一道突躍的壓縮波，氣流通過這道壓縮波時，其壓強、密度和溫度突躍的上升一個數值，流速或 M 數相應地下降一個數值，即氣流受到一個突然的壓縮，這道突躍的壓縮波就叫做激波。
如採用激波管進行非晶態金屬激波晶化，是目前非常熱門的一種納米晶製造技術。
在破岩工程中，以超音速燃燒或帶有激波的連續精確爆燃為基礎，可以完成爆炸聚能切割，是一種高效岩石切割技術。
飛秒脈衝雷射具有脈衝時間短，峰值功率高等特點，1W 的能量集中在幾個飛秒時間內其光功率密度可達到 1018W/2cm，瞬間的能量巨大，有可能將電子從原子中直接剝離出來。
粒子束爆炸的技術原理是利用電磁場將粒子源產生的電子、質子和中子等亞原子粒子加速到接近光速，再靠電磁場的作用將其聚集成密集的束流射出，以其巨大的動能摧毀目標，它擊中目標時能瞬間產生 8000℃的高溫，即使當今世界上最耐高溫的耐熱材料也將頃刻間化為烏有，破壞力之大可比雷擊。
電爆炸法可用於生產納米金屬微粉的裝置。利用電爆炸產生的高衝擊波，可提高納米金屬微粉班台產量、降低能耗、降低成本。
前蘇聯於二十世紀五十年代以專利證書的形式報導了體外震波碎石的原理和構想，人們將這一醫學領域的重大進展，稱之為泌尿外科治療結石的一次革命。
激波發生器發展
壓電陶瓷材料受到機械應力的作用時，其表面會產生電荷，這種現象稱為正壓電效應（Direct Piezoelectric Effect）；反之，當材料受到電場激勵時，材料內部產生應變，稱之為逆壓電效應（Converse Piezoelectric Effect）。
試驗研究表明，通過對壓電陶瓷換能器施加脈衝電激勵時，壓電陶瓷換能器會產生脈衝超音波。如果採用特殊的技術，可以使壓電陶瓷換能器產生只有正向壓力或同時具有很小的負向或餘波振盪壓力的超音波，該超音波聚焦後將產生激波，應此把這種壓電陶瓷換能器命名為壓電陶瓷激波發生器。採用高強度聚焦超聲技術（HIFU，High Intensity Focused Ultrasound，中文名稱為“海扶”），我國已成功研製出世界上首台高強度聚焦超聲腫瘤治療系統（簡稱海扶超聲聚焦刀），使純物理的熱能和空化作用可以集中於患者體內任何一個不超過.1×1.1×3.3mm3的焦點上，具有很高的精度和可控性。
激波發生器的設計主要是研製高強度聚焦超聲換能器，目前一般採用陣列式，其中一種形式是將多個壓電陶瓷單元換能器安裝到更大的輻射面上，每個單元換能器都是一個獨立的聲源，通過聲場的疊加可以產生壓力峰值更高的壓力，而單元換能器設計又是陣列式換能器研究的前提和基礎，單元換能器的設計主要是過渡匹配層設計和粘接工藝研究。
超聲換能器
超聲學是物理學的一個重要分支，超聲換能器是超聲套用的核心部分。換能器或稱換能元件，是現代套用科學最有廣泛用途的元件，用它可以將一種形式的能量（含信息或不含信息）轉換為另一種形式的能量，以便處理和套用。
換能器有許多不同類型，如聲光、光電、熱電等。聲學或者超聲學套用上，換能器一般都是電聲換能器。凡能實現電能和聲能之間相互轉換的換能器稱為電聲換能器。用來發射聲波的換能器叫發射器。換能器處在發射狀態時，將電能轉換成機械能，再轉換成聲能。用來接收聲波的換能器叫接收器。換能器處在接收狀態時，將聲能轉換成機械能，再轉換成電能。一般情況下，換能器既能用來發現，也能用來接收。通常換能器都有一個電的儲能元件和一個機械振動系統。當換能器用作發射時，從發現機的輸出級送來的電振盪信號引起電儲能元件中電場或磁場的變化，這種變化藉助於某種物理效應對換能器機械振動系統產生一個推動力，使其進入振動狀態，從而推動與機械振動系統相接觸的介質振動。接收過程正好相反，這時介質聲場作用在換能器的振動表現上，使機械振動系統進入振動狀態，而機械振動系統發生振動時，藉助於某種物理效應，引起電儲能元件中的電場或磁場發生相應的變化，從而使換能器的電輸出端產生一個相應於電信號的電壓和電流。
按照實現機電轉換的物理效應的不同，將換能器分成：電動式、電磁式、磁致伸縮式、電容式、壓電式和電致伸縮式等。極化了的電致伸縮換能器，從換能器原理和處理方法上可以看成壓電換能器，一般也把它稱為壓電換能器，其可按工作狀態和物理效應分類。
