Pogoste uporabe ultrazvočnih pretvornikov

Funkcija ultrazvočnega pretvornika je pretvoriti vhodno električno moč v mehansko moč (tj. ultrazvočne valove) in jo nato oddati ven, pri čemer sam porabi majhen del energije.

Ultrazvočni pretvorniki se pogosto uporabljajo in so glede na panoge uporabe razdeljeni v industrijo, kmetijstvo, transport, življenje, medicinsko oskrbo in vojsko. Glede na realizirane funkcije je razdeljen na ultrazvočno obdelavo, ultrazvočno čiščenje, ultrazvočno odkrivanje, odkrivanje, spremljanje, telemetrijo, daljinsko upravljanje itd .; glede na delovno okolje ga delimo na tekočino, plin, živo telo itd.; glede na naravo je razdeljen na močnostni ultrazvok, ultrazvok za odkrivanje, ultrazvočno slikanje itd.

1. Piezoelektrični keramični transformator

Piezoelektrični keramični transformatorji uporabljajo piezoelektrični učinek piezoelektričnega telesa po polarizaciji za doseganje izhodne napetosti. Vhodni del poganja sinusni napetostni signal in vibrira zaradi inverznega piezoelektričnega učinka. Vibracijski val je mehansko povezan z izhodnim delom prek vhodnega in izhodnega dela, izhodni del pa ustvarja električni naboj s pozitivnim piezoelektričnim učinkom za realizacijo električne energije piezoelektričnega telesa. - Dve transformaciji mehanske energije v električno energijo za pridobitev najvišje izhodne napetosti pri resonančni frekvenci piezoelektričnega transformatorja. V primerjavi z elektromagnetnimi transformatorji ima to prednosti majhnosti, majhne teže, visoke gostote moči, visoke učinkovitosti, odpornosti proti okvaram, odpornosti na visoke temperature, ne boji se gorenja, ni elektromagnetnih motenj in elektromagnetnega šuma ter preproste strukture, enostavne za izdelavo, enostavna za masovno proizvodnjo, na nekaterih območjih postanejo idealne nadomestne komponente za elektromagnetne transformatorje in druge prednosti. Takšni transformatorji se uporabljajo v preklopnih pretvornikih, prenosnih računalnikih, gonilnikih neonskih svetilk itd.

2. Ultrazvočni motor

Ultrazvočni motor uporablja stator kot pretvornik, uporablja inverzni piezoelektrični učinek piezoelektričnega kristala, da stator motorja vibrira na ultrazvočni frekvenci, nato pa prenaša energijo s trenjem med statorjem in rotorjem, da požene rotor k vrtenju. Ultrazvočni motorji imajo majhno velikost, velik navor, visoko ločljivost, preprosto strukturo, neposredni pogon, brez zavornega mehanizma in brez ležajnega mehanizma. Te prednosti so koristne za miniaturizacijo naprave. Ultrazvočni motorji se pogosto uporabljajo v optičnih instrumentih, laserjih, polprevodniški mikroelektroniki, preciznih strojih in instrumentih, robotiki, medicini in bioinženiringu.

3. Ultrazvočno čiščenje

Mehanizem ultrazvočnega čiščenja je uporaba fizikalnih učinkov kavitacije, sevalnega tlaka, zvočnega toka itd., ko se ultrazvočni valovi širijo v čistilni raztopini, za mehansko luščenje umazanije na čistilnih delih in hkrati lahko spodbuja nastajanje kemikalij med čistilno raztopino in umazanijo. reakcijo za dosego namena čiščenja predmeta. Frekvenco, ki jo uporablja ultrazvočni čistilni stroj, je mogoče izbrati od 10 do 500 kHz glede na velikost in namen predmeta čiščenja, običajno od 20 do 50 kHz. S povečanjem frekvence ultrazvočnega pretvornika je mogoče uporabiti Langevinov oscilator, longitudinalni oscilator, oscilator debeline itd. V smislu miniaturizacije obstajajo tudi radialne vibracije in upogibne vibracije vibratorja rezin. Ultrazvočno čiščenje se vedno bolj uporablja v različnih industrijah, kmetijstvu, gospodinjski opremi, elektroniki, avtomobilski industriji, gumarstvu, tiskarstvu, letalih, hrani, bolnišnicah in medicinskih raziskavah.

4. Ultrazvočno varjenje

Ultrazvočno varjenje lahko razdelimo v dve kategoriji: ultrazvočno varjenje kovin in ultrazvočno varjenje plastike. Med njimi se široko uporablja tehnologija ultrazvočnega varjenja plastike. Uporablja ultrazvočne vibracije, ki jih ustvari pretvornik, za prenos energije ultrazvočnih vibracij na območje varjenja skozi zgornji zvar. Zaradi velikega zvočnega upora v območju varjenja, to je na stičišču obeh zvarov, se bo ustvarila lokalna visoka temperatura za taljenje plastike, varilno delo pa bo zaključeno pod delovanjem kontaktnega tlaka. Ultrazvočno varjenje plastike lahko olajša varjenje delov, ki jih ni mogoče variti z drugimi metodami varjenja. Poleg tega prihrani tudi drago pristojbino za oblikovanje plastičnih izdelkov, skrajša čas obdelave, izboljša učinkovitost proizvodnje in ima značilnosti ekonomičnosti, hitrosti in zanesljivosti.

5. Ultrazvočna obdelava

Fini abraziv se nanese na obdelovanec z določenim statičnim pritiskom skupaj z ultrazvočnim obdelovalnim orodjem in lahko se obdeluje v enaki obliki kot orodje. Med obdelavo mora pretvornik ustvariti amplitudo od 15 do 40 mikronov pri frekvenci od 15 do 40 kHz. Ultrazvočno orodje povzroči, da abraziv na površini obdelovanca neprekinjeno udari s precejšnjo udarno silo, uniči del ultrazvočnega sevanja in zlomi material, da doseže namen odstranjevanja materiala. Ultrazvočna obdelava se uporablja predvsem pri obdelavi krhkih in trdih materialov, kot so dragulji, žad, marmor, ahat in cementni karbid, ter obdelavi lukenj posebnih oblik ter finih in globokih lukenj. Poleg tega ima lahko dodajanje ultrazvočnih pretvornikov običajnim rezalnim orodjem pomembno vlogo pri izboljšanju natančnosti in učinkovitosti.

6. Ultrazvočno hujšanje

Z uporabo kavitacijskega učinka in mikromehanskih vibracij ultrazvočnega pretvornika se odvečne maščobne celice pod človeško povrhnjico razbijejo, emulgirajo in izločijo iz telesa, da se doseže namen hujšanja in oblikovanja. To je nova tehnologija, ki se je mednarodno razvila v devetdesetih letih prejšnjega stoletja. Italijan Zocchi je prvič v postelji uporabil ultrazvočno odstranjevanje maščobe in dosegel uspeh ter ustvaril precedens za plastično kirurgijo in lepoto. Ultrazvočna tehnologija odstranjevanja maščob se hitro razvija doma in v tujini.

7. Ultrazvočno vzrejo

Ustrezna frekvenca in intenzivnost ultrazvočnega obsevanja semen rastlin lahko izboljša stopnjo kalitve semen, zmanjša stopnjo gnitja plesni, pospeši rast semen in izboljša stopnjo rasti rastlin. Po informacijah lahko ultrazvok poveča stopnjo rasti nekaterih rastlinskih semen za 2- do 3-krat.

8. Elektronski sfigmomanometer

Ultrazvočni pretvornik se uporablja za sprejemanje tlaka krvne žile. Ko je balon stisnjen in pritisnjen na krvno žilo, ultrazvočni pretvornik ne more čutiti pritiska krvne žile, ker je uporabljeni tlak višji od vazodilatacijskega tlaka. Ko se tlak krvne žile zmanjša na določeno vrednost, se tlak obeh doseže ravnovesje. V tem času lahko ultrazvočni pretvornik zazna pritisk krvne žile, ki je sistolični tlak srca. vrednost krvnega tlaka. Elektronski sfigmomanometer lahko zmanjša delovno intenzivnost medicinskega osebja zaradi odpovedi stetoskopa.

9. Telemetrija in daljinsko upravljanje

V strupenih, radioaktivnih in drugih težkih okoljih ljudje ne morejo delati blizu njega in jih je treba nadzorovati na daljavo; električna stikala, kot so televizorji, ventilatorji in luči, potrebujejo daljinsko upravljanje, ultrazvočne pretvornike pa je mogoče namestiti za prenos ultrazvočnih valov z oddaljene lokacije. Sprejemni pretvornik na krmilnem sistemu pretvori zvočni signal v električni signal, da omogoči delovanje stikala.

10. Spremljanje prometa

V sodobnem prometu je avtomatsko spremljanje mimoidočih in štetje vozil zelo potrebno, da lahko dojamemo delovanje vozil. Na primer, postaja za nadzor prometa namesti ultrazvočni pretvornik in njegovo pomožno opremo za oddajnik in oddajnik. Ko gre vozilo mimo, se vrne zvočni impulz, število dnevnih vozil pa lahko dobite s štetjem in kopičenjem. Dvojni namenski pretvornik je nameščen na zadnjem delu avtomobila, da prepreči nesreče pri vzvratnem trku. Namestitev sprejemnega piezoelektričnega ultrazvočnega pretvornika na cesti lahko prav tako spremlja vrednost šuma.

11. Razmerje

Ultrazvočna merilna naprava se imenuje tudi ravnilo zvoka. Meri časovni interval pulza prek dvonamenskega pretvornika. Zvočno ravnilo lahko meri razdaljo znotraj 10 m, natančnost pa lahko doseže nekaj tisočink.

12. Odkrivanje puščanja in odkrivanje plina

Pri tlačnem sistemu pri puščanju hrup curka povzroči razlika v tlaku med notranjostjo in zunanjostjo tlačne posode. Ta spekter hrupa je izjemno širok. Pri netlačnih sistemih se lahko ultrazvočni vir namesti v zaprt sistem in ga sprejme zunaj zaprtega sistema. Na splošno je amplituda signala, izmerjena, ko ni puščanja, zelo majhna ali je sploh ni, amplituda signala pa se na mestu puščanja nagiba k nenadnemu povečanju. Zaznavanje pretoka plina je tudi eno izmed pomembnih sredstev v kemični industriji. Obstajajo različne ojačitve za zaznavanje pretoka, kot so rotametri itd. Toda glavna prednost uporabe ultrazvočnega pretvornika je, da ne ovira pretoka tekočine.

13. Zbiranje informacij

Za uresničitev funkcij, kot sta prosto hoja v prostoru in prepoznavanje predmetov, inteligentni roboti ne potrebujejo le uporabe ultrazvočnih pretvornikov za merjenje razdalje in vodenje slepih, ampak morajo tudi prepoznavanje slik. Zato so za doseganje več funkcij potrebni nizi majhnih ultrazvočnih pretvornikov in ta vidik bo postal pomembna raziskovalna tema, ki bo pritegnila številne znanstvenike, da si bodo prizadevali za to.