Als Luftschallwandler werden Lautsprecher bezeichnet, die elektrische Leistung in Ultraschall in Luft und Gasen wandeln und umgekehrt (→ Reziprozität).
Da Gase eine sehr geringe Dichte haben, kann Schallenergie effizient nur über eine gute Ankopplung an das Medium erzeugt werden. Daher weisen Ultraschallwandler gegenüber anderen Lautsprechern einige Besonderheiten auf, um effizient Ultraschall bzw. Luft-Ultraschall zu erzeugen. Meist werden Membranen verwendet.
Es gibt mehrere Methoden:
1. Prinzip Elektrostatischer Lautsprecher:
2. Prinzip Ferroelektrischer Lautsprecher:
- PVDF-Folien haben piezoelektrische Eigenschaften und können durch eine Wechselspannung an aufgebrachten Elektroden in Schwingungen versetzt werden.
- Piezofon: Biegeschwinger aus einer dünnen Metallmembran und einer aufgeklebten Piezokeramik-Scheibe. Dieser Aufbau wird z. B. bei Parkhilfen in PKW eingesetzt.
- Kombination verschiedener Schwingungsmodi (Biegeschwinger und Dickenschwinger), wobei die Membran gleichzeitig als Anpassschicht ausgeführt ist (Viertelwellenlängen-Anpassschicht: Die Dicke der Membran entspricht dem Viertel der Schallwellenlänge im Membranmaterial). Dadurch entsteht konstruktive Interferenz. Das Membranmaterial muss dafür eine sehr niedrige akustische Impedanz aufweisen, um effektiv Schallenergie in das Gas übertragen zu können, d. h. die Dichte und die Longitudinal-Schallgeschwindigkeit müssen sehr gering sein. Dies wird z. B. mit Composite-Materialien aus einer Epoxid-Matrix mit eingebetteten Glashohlkugeln erreicht.