Ultrasonik transduserlarning umumiy qo'llanilishi

Ultrasonik transduserning vazifasi kiruvchi elektr quvvatini mexanik quvvatga (ya'ni, ultratovush to'lqinlariga) aylantirish va keyin quvvatning kichik qismini iste'mol qilgan holda uni uzatishdir.

Ultrasonik transduserlar keng qo'llaniladi va ular sanoat, qishloq xo'jaligi, transport, hayot, tibbiy yordam va qo'llash sohalariga ko'ra harbiy sohalarga bo'linadi. Amalga oshirilgan funktsiyalarga ko'ra, u ultratovushli ishlov berish, ultratovushli tozalash, ultratovushli aniqlash, aniqlash, kuzatish, telemetriya, masofadan boshqarish va boshqalarga bo'linadi; ish muhitiga ko'ra u suyuqlik, gaz, tirik tana va boshqalarga bo'linadi; tabiatiga ko'ra, u kuch ultratovush, aniqlash ultratovush, ultratovush ko'rish va boshqalarga bo'linadi.

1. Pyezoelektrik keramik transformator

Piezoelektrik keramik transformatorlar kuchlanish chiqishiga erishish uchun polarizatsiyadan keyin piezoelektrik tananing piezoelektrik ta'siridan foydalanadi. Kirish qismi sinusoidal kuchlanish signali bilan boshqariladi va u teskari piezoelektrik effekt orqali tebranadi. Tebranish to'lqini kirish va chiqish qismlari orqali chiqish qismiga mexanik ravishda bog'lanadi va chiqish qismi piezoelektrik tananing elektr energiyasini amalga oshirish uchun ijobiy piezoelektrik effekt orqali elektr zaryadini hosil qiladi. - Piezoelektrik transformatorning rezonans chastotasida eng yuqori chiqish kuchlanishini olish uchun mexanik energiya-elektr energiyasining ikkita transformatsiyasi. Elektromagnit transformatorlar bilan taqqoslaganda, bu kichik o'lchamli, engil vaznli, yuqori quvvat zichligi, yuqori samaradorlik, buzilish qarshiligi, yuqori haroratga chidamlilik, yonishdan qo'rqmaslik, elektromagnit shovqin va elektromagnit shovqin yo'qligi va oddiy tuzilishning afzalliklariga ega, qilish oson, ommaviy ishlab chiqarish oson, ba'zi joylarda elektromagnit transformatorlar va boshqa afzalliklar uchun ideal almashtirish komponentlariga aylanadi. Bunday transformatorlar kommutatsiya konvertorlarida, noutbuk kompyuterlarida, neon chiroq drayverlarida va boshqalarda qo'llaniladi.

2. Ultrasonik vosita

Ultrasonik vosita statorni transduser sifatida ishlatadi, vosita statorini ultratovush chastotasida tebranish uchun piezoelektrik kristalning teskari piezoelektrik ta'siridan foydalanadi va keyin rotorni aylantirish uchun stator va rotor o'rtasidagi ishqalanish orqali energiyani uzatadi. Ultrasonik motorlar kichik o'lchamli, katta moment, yuqori piksellar soni, oddiy tuzilish, to'g'ridan-to'g'ri qo'zg'alish, tormozlash mexanizmi va rulman mexanizmi yo'q. Ushbu afzalliklar qurilmani miniatyura qilish uchun foydalidir. Ultrasonik motorlar optik asboblar, lazerlar, yarimo'tkazgichli mikroelektronika, nozik mashinalar va asboblar, robototexnika, tibbiyot va bioinjeneriyada keng qo'llaniladi.

3. Ultrasonik tozalash

Ultrasonik tozalash mexanizmi - tozalovchi eritmada ultratovush to'lqini tarqalayotganda kavitatsiya, radiatsiya bosimi, tovush oqimi va boshqalarning jismoniy ta'siridan foydalanish, tozalash qismlarida kirni mexanik ravishda tozalash va shu bilan birga, u tozalash eritmasi va axloqsizlik o'rtasida kimyoviy hosil bo'lishiga yordam berishi mumkin. ob'ektni tozalash maqsadiga erishish uchun reaktsiya. Ultrasonik tozalash mashinasi tomonidan ishlatiladigan chastota tozalash ob'ektining o'lchami va maqsadiga ko'ra 10 dan 500 kHz gacha, odatda 20 dan 50 kHz gacha tanlanishi mumkin. Ultrasonik transduser chastotasining ortishi bilan Langevin osilatori, uzunlamasına osilator, qalinlik osilatori va boshqalar ishlatilishi mumkin. Kichkinalashtirish nuqtai nazaridan, gofret vibratorining radial tebranishi va bükme tebranishi ham mavjud. Ultrasonik tozalash turli sohalarda, qishloq xo'jaligida, maishiy texnika, elektronika, avtomobilsozlik, kauchuk, poligrafiya, samolyotlar, oziq-ovqat, shifoxonalar va tibbiy tadqiqotlarda tobora ko'proq foydalanilmoqda.

4. Ultrasonik payvandlash

Ultrasonik payvandlashni ikkita toifaga bo'lish mumkin: ultratovushli metall payvandlash va ultratovushli plastmassa payvandlash. Ular orasida ultratovushli plastmassa payvandlash texnologiyasi keng qo'llanilgan. U ultratovush tebranish energiyasini yuqori payvand choki orqali payvandlash joyiga o'tkazish uchun transduser tomonidan ishlab chiqarilgan ultratovush tebranishini ishlatadi. Payvandlash joyida katta akustik qarshilik, ya'ni ikkita payvand chokining birlashmasi tufayli plastmassani eritish uchun mahalliy yuqori harorat hosil bo'ladi va payvandlash ishlari kontakt bosimi ta'sirida tugallanadi. Ultrasonik plastmassa payvandlash boshqa payvandlash usullari bilan payvandlab bo'lmaydigan qismlarni payvandlashni osonlashtirishi mumkin. Bundan tashqari, u plastik mahsulotlarning qimmat qolib to'lovini tejaydi, ishlov berish vaqtini qisqartiradi, ishlab chiqarish samaradorligini oshiradi va iqtisod, tezlik va ishonchlilik xususiyatlariga ega.

5. Ultrasonik ishlov berish

Nozik abraziv ish qismiga ultratovushli ishlov berish vositasi bilan birga ma'lum bir statik bosim bilan qo'llaniladi va asbob bilan bir xil shaklda ishlov berilishi mumkin. Qayta ishlash jarayonida transduser 15 dan 40 kHz chastotada 15 dan 40 mikrongacha bo'lgan amplitudani yaratishi kerak. Ultrasonik asbob ish qismining yuzasida abrazivni doimiy ravishda sezilarli ta'sir kuchi bilan ta'sir qiladi, ultratovush nurlanish qismini yo'q qiladi va materialni olib tashlash maqsadiga erishish uchun materialni buzadi. Ultrasonik ishlov berish asosan toshlar, jade, marmar, agat va sementlangan karbid kabi mo'rt va qattiq materiallarni qayta ishlashda, shuningdek, maxsus shakldagi teshiklarni va nozik va chuqur teshiklarni qayta ishlashda qo'llaniladi. Bundan tashqari, ultratovushli transduserlarni oddiy kesish asboblariga qo'shish ham aniqlik va samaradorlikni oshirishda rol o'ynashi mumkin.

6. Ultrasonik vazn yo'qotish

Ultrasonik transduserning kavitatsiya effekti va mikro-mexanik tebranishidan foydalanib, inson epidermisi ostidagi ortiqcha yog 'hujayralari sindiriladi, emulsiyalanadi va tanadan chiqariladi, bu esa vazn yo'qotish va shakllantirish maqsadiga erishadi. Bu 1990-yillarda xalqaro miqyosda ishlab chiqilgan yangi texnologiya. Italiyalik Zocchi to'shakda birinchi marta ultratovushli yog'ni olib tashlash usulini qo'lladi va muvaffaqiyatga erishdi va plastik jarrohlik va go'zallik uchun pretsedent yaratdi. Ultrasonik yog 'olib tashlash texnologiyasi uyda va chet elda jadal rivojlandi.

7. Ultrasonik naslchilik

O'simlik urug'larida ultratovush nurlanishining tegishli chastotasi va intensivligi urug'larning unib chiqish tezligini yaxshilashi, mog'or chirish tezligini kamaytirishi, urug'larning o'sishini rag'batlantirishi va o'simliklarning o'sish tezligini yaxshilashi mumkin. Ma'lumotlarga ko'ra, ultratovush ba'zi o'simlik urug'larining o'sish tezligini 2 dan 3 barobarga oshirishi mumkin.

8. Elektron sfigmomanometr

Ultrasonik transduser qon tomir bosimini olish uchun ishlatiladi. Balon siqilgan va qon tomiriga bosilganda, ultratovushli transduser qon tomirining bosimini seza olmaydi, chunki qo'llaniladigan bosim vazodilatatsiya bosimidan yuqori. Qon tomirining bosimi ma'lum bir qiymatga tushganda, ikkalasining bosimi muvozanatga etadi. Bu vaqtda ultratovush transduser yurakning sistolik bosimi bo'lgan qon tomirining bosimini sezishi mumkin. qon bosimi qiymati. Elektron sfigmomanometr stetoskopning bekor qilinishi tufayli tibbiyot xodimlarining mehnat zichligini kamaytirishi mumkin.

9. Telemetriya va masofadan boshqarish

Zaharli, radioaktiv va boshqa og'ir muhitda odamlar unga yaqin ishlay olmaydilar va ularni masofadan boshqarish kerak; televizorlar, fanatlar va chiroqlar kabi elektr kalitlari masofadan boshqarishga muhtoj va ultratovushli to'lqinlarni uzoq joydan uzatish uchun ultrasonik transduserlar o'rnatilishi mumkin. Boshqarish tizimidagi qabul qiluvchi transduser kalitni harakatga keltirish uchun akustik signalni elektr signaliga aylantiradi.

10. Yo'l harakati monitoringi

Zamonaviy transportda transport vositalarining ishlashini tushunish uchun transport vositalarining o'tishini va hisobini avtomatik ravishda kuzatib borish juda zarur. Misol uchun, yo'l harakati nazorati stansiyasi ultratovush transduserini va uning yordamchi uskunalarini qabul qiluvchi va uzatish uchun o'rnatadi. Avtotransport vositasi o'tib ketganda, akustik puls qaytadi va kunlik transport vositalarining sonini hisoblash va to'plash orqali olish mumkin. Teskari to'qnashuvlarning oldini olish uchun avtomobilning orqa qismida ikki maqsadli transduser o'rnatilgan. Yo'lda qabul qiluvchi piezoelektrik ultratovush transduserini o'rnatish shovqin ko'rsatkichini ham kuzatishi mumkin.

11. Ranglash

Ultrasonik diapazonni o'lchash moslamasi ovoz o'lchagich deb ham ataladi. U ikki maqsadli transduser orqali puls vaqt oralig'ini o'lchaydi. Ovoz o'lchagich 10 m ichida masofani o'lchashi mumkin va aniqlik bir necha mingdan biriga yetishi mumkin.

12. Qochqinlarni aniqlash va gazni aniqlash

Bosim tizimi uchun, qochqinda, jet shovqini bosimli idishning ichki va tashqarisidagi bosim farqi tufayli yuzaga keladi. Ushbu shovqin spektri juda keng. Bosimsiz tizimlar uchun ultratovush manbasi yopiq tizim ichiga joylashtirilishi va yopiq tizim tashqarisidan olinishi mumkin. Odatda, qochqin bo'lmaganda o'lchanadigan signal amplitudasi juda kichik yoki yo'q va signal amplitudasi oqish nuqtasida to'satdan oshib boradi. Gaz oqimini aniqlash ham kimyo sanoatida muhim vositalardan biridir. Oqimni aniqlash uchun turli xil kuchaytirgichlar mavjud, masalan, rotametrlar va boshqalar. Ammo ultratovushli transduserdan foydalanishning asosiy afzalligi shundaki, u suyuqlik oqimiga to'sqinlik qilmaydi.

13. Axborot yig'ish

Kosmosda erkin yurish va ob'ektlarni tanib olish kabi funktsiyalarni amalga oshirish uchun aqlli robotlar nafaqat masofani o'lchash va ko'rlarni boshqarish uchun ultratovush transduserlaridan foydalanishlari kerak, balki tasvirni tanib olishlari kerak. Shu sababli, bir nechta funktsiyalarga erishish uchun kichik ultratovushli transduser massivlari talab qilinadi va bu jihat muhim tadqiqot mavzusiga aylanadi va ko'plab olimlarni bunga intilish uchun jalb qiladi.