目前常用的声波换能器有以下几种。

1.喇叭式换能器

喇叭式换能器又叫夹心式换能器，其结构如图12-8所示。其由圆片形压电晶体叠合在一起，在每一个晶片的上、下两极间加一脉冲电压，利用圆片晶体厚度方向上的变形产生振动。其特点是单向振动辐射，指向性好，承受功率大，机械强度高，可用于岩体对穿测量或平面测量，既可用于发射，也可用于接收。

2.单片弯曲式换能器

单片弯曲式换能器的结构如图12-9所示。其将圆片形晶片用环氧树脂粘于底壳，晶片上、下加交变电压时，一方面厚度方向上发生胀缩变形，另一方面径向上发生伸缩变形。因下面受底壳限制，上面为自由面，变形量大，因而产生弯曲变形，带动底壳一起振动。这种换能器用于低频声波测量时，其特点是体积较小轻便、灵敏度较高，但强度差，不能承受大功率，因而一般仅用作平面声波测量的接收换能器。

图12-8　喇叭式换能器结构图

1—后板；2—压电陶瓷；3—电极片；4—法兰盘；5—前盖板；6—螺栓；7—盖

图12-9　单片弯曲式换能器结构图

1—锁环；2—上整；3—压紧螺栓；4—底壳；5—压电陶瓷

3.增压式换能器

增压式换能器结构如图12-10所示。其将多个圆片形晶片平行等间隔排列并垂直于增压管内壁粘牢。各晶片的电极并联连接，晶片两边加交变电压时晶片厚度方向胀缩的同时，径向发生伸缩变形。增压管是由两个半圆管对接而成的，中间留有缝隙，当晶片径向伸缩变形时，就带动增压管发生径向振动。它比单片时的发射、接收效率高若干倍。这种换能器的特点是轻便，低频换能器的体积也不大，频带较宽，常用于双孔孔间透视。因增压管有缝隙，辐射不均匀，在缝隙方向上接收到的声波幅度偏低，故不宜作声幅测量用。

图12-10　增压式换能器

1—前法兰盘；2—玻璃钢；3—增压管；4—压电陶瓷；5—电极引线；6—接线柱；7—后法兰盘；8—连接套筒；9—连接件；10—螺栓；11—接电缆(www.daowen.com)

4.测井换能器

所谓测井换能器，实际上也是一种圆柱状换能器，由圆管状压电晶体制成。图12-11为单孔声波测量的换能器结构图，一般均采用一个发射换能器，两个接收换能器，称为一发双收换能器。右端的晶体构成发射换能器，左端的两个晶体构成两个接收换能器R1和R2，3个晶体用传声速度较慢的隔声管连接起来。这种换能器适用于在单个钻孔中测量孔壁的声波速度，以了解孔壁岩石结构状态。测量时，由发射换能器T发出的声波进入孔壁岩石，其中的滑行波沿孔壁滑行先后到达接收换能器R1和R2被接收下来，通过仪器可以测量滑行波从T到达R1和R2的传播时间t1和t2，根据R1和R2间的距离和时间差，可求出声波在R1和R2间孔壁岩体中的传播速度。

图12-11　测井换能器结构图

1—前法兰盘；2—陶瓷环；3—隔声环；4—玻璃钢密封层；5—中心杆；6—后法兰盘；7—电缆引线；8—发射振子；9—接收振子R1；10—接收振子R2

用于孔深100 m以上的测井换能器的结构与单孔换能器结构相似，但由于100 m以上测井孔深、孔径都较大，所以换能器外径及长度尺寸均较单孔换能器大。另外，由于换能器到仪器的传输电缆加长了，为了避免发射与接收信号的衰减，发射电路和接收前置放大电路均装置在换能器上，同时还需加强换能器的密封性能。

5.试件测试换能器

用于室内试件测试的换能器多为小型的超声波换能器。分承压式和非承压式两种，前者将换能器装在一个扇圆形的钢制模盆内，能承受较大压力，可放在压力机加压板与试件之间，在加载的同时进行声波测量，以研究声学参数与应力的关系，其结构如图12-12所示。

图12-12　承压式试件换能器结构图

1—保护螺栓；2—电缆芯线；3—金属垫片；
4—橡胶垫片；5—电缆；6—压紧螺栓；
7—电缆屏蔽层；8—晶片；9—底壳

非承压式试件换能器底壳底部做得较薄，成为一个振动膜，将圆片形晶片用环氧树脂导电胶牢牢粘在底壳振动膜上。当在晶片上加上信号电压后，晶片变形，带动振动膜产生弯曲振动。

承压式和非承压式试件换能器又都分为纵、横波换能器，而且都有不同的谐振频率可供选用。一般频率较高者，分辨力较好，但穿透能力小，适用于尺寸较小的试件；频率较低者，分辨力低些，但穿透能力大，适用于尺寸较大的试件。