定义
超声换能器是一种将电磁能转化为机械能（声能）的装置。通常由压电陶瓷或其它电、磁致伸缩材料制成，无论是工业探伤、居家清洁还是在医学影像领域，都有无可替代的应用价值。
压电效应：压电换能器的发展和应用是以压电效应和压电材料的发现为基础的。1880年，居里兄弟皮埃尔·居里（P. Curie）与雅克·居里（J. Curie）在 α-石英晶体上发现了压电效应。当他们将一些砝码放在石英、电气石等类似的天然晶体上时，在这些晶体相对的两个表面上检测到了电性相反的正负两种电荷，而且电荷量与砝码的重量成正比，他们将这种现象称为压电效应。1881年，他们又通过实验证明了逆压电效应的存在，并测出了正逆压电常数。图a展示了发生压电效应时晶体内部变化的示意图。在特定方向上对某些晶体施加外力而导致其产生形变，微观上在晶体内部出现了极化现象，宏观上表现为在晶体相对的两个表面上检测到电性相反的正负两种电荷，当撤去外力后，宏观上又恢复为原来电中性的状态，这种现象被称为正压电效应。压电效应是可逆的，即在晶体的极化方向上施加电场时，会导致晶体产生形变，撤去电场后，晶体恢复为原来的形状，这种现象被称为逆压电效应。实验证明，正压电效应和逆压电效应都属于线性变化。将可以发生压电效应的材料称之为压电材料。压电材料能否发生压电效应也是存在一定的条件的，当压电材料的温度高于某个值时，压电材料便失去压电性，这个临界温度被称为压电材料的居里温度，也被称为居里点。
目前压电材料的种类已经十分丰富，总体上可以分为五大类：压电单晶体、压电陶瓷、压电高分子聚合物、压电复合材料以及压电半导体等。
超声换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷，由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。医用超声换能器（超声探头）的工作原理大体是相同的，其内部通常都包含一个电的储能元件和一个机械振动系统。当换能器用作发射器时，从激励电源送来的电振荡信号将引起换能器中电储能元件中电场或磁场的变化，这种变化通过某种效应对换能器的机械振动系统产生一个推动力，使其进入振动状态，从而推动与换能器机械振动系统相接触的介质发生振动，向介质中辐射声波。接收声波的过程正好与此相反，外来声波作用在换能器的振动面上，从而使换能器的机械振动系统发生振动，借助某种物理效应，引起换能器储能元件中的电场或磁场发生相应的变化，从而引起换能器的电输出端产生一个相应于声信号的电压和电流。
医疗超声换能器的种类
可以按照换能器工作时所产生的波束的多少，分为单波束和多波束。少到单个波束，多到256个波束。按换能器阵元的空间排列的维数，又可以分为一维阵(一维线阵，一维凸线阵，一维相控阵)，1.5维或两维声学基阵。根据换能器工作频率的范围，可以分为低频，高频换能器。在医疗超声设备中，低频换能器可以到500KHz，甚至更低到20KHz，高频换能器目前则可以到50MHz。如果按照换能器制作的材料来区分，那又可以分为压电陶瓷换能器，压电薄膜换能器，压电厚膜换能器，压电单晶换能器，复合材料换能器，微机械加工的电容式换能器，微机械加工的压电式换能器等。
参考文献
[1] 吴妍，聚焦超声换能器的研究现状与发展[J]，压电与声光，2019, 41(6).
