Aplicacions comunes dels transductors ultrasònics

La funció del transductor ultrasònic és convertir l'energia elèctrica d'entrada en energia mecànica (és a dir, ones ultrasòniques) i després transmetre-la cap a fora, mentre es consumeix una petita part de la pròpia potència.

Els transductors ultrasònics s'utilitzen àmpliament i es divideixen en indústria, agricultura, transport, vida, atenció mèdica i militar segons les indústries d'aplicació. Segons les funcions realitzades, es divideix en processament d'ultrasons, neteja ultrasònica, detecció d'ultrasons, detecció, monitorització, telemetria, control remot, etc .; segons l'entorn de treball, es divideix en líquid, gas, cos viu, etc.; segons la naturalesa, es divideix en ultrasons de potència, ultrasons de detecció, imatges d'ultrasons, etc. .

1. Transformador ceràmic piezoelèctric

Els transformadors ceràmics piezoelèctrics utilitzen l'efecte piezoelèctric del cos piezoelèctric després de la polarització per aconseguir la sortida de tensió. La part d'entrada és impulsada per un senyal de tensió sinusoïdal, i vibra a través de l'efecte piezoelèctric invers. L'ona de vibració s'acobla mecànicament a la part de sortida a través de les parts d'entrada i sortida, i la part de sortida genera càrrega elèctrica a través de l'efecte piezoelèctric positiu per adonar-se de l'energia elèctrica del cos piezoelèctric. - Dues transformacions d'energia mecànica-energia elèctrica per obtenir la tensió de sortida més alta a la freqüència ressonant del transformador piezoelèctric. En comparació amb els transformadors electromagnètics, això té els avantatges de mida petita, pes lleuger, alta densitat de potència, alta eficiència, resistència a les avaries, alta resistència a la temperatura, no por a cremar, sense interferències electromagnètiques i soroll electromagnètic, i estructura senzilla, fàcil de fer, fàcil de produir en massa, en algunes zones es converteixen en components de substitució ideals per a transformadors electromagnètics i altres avantatges. Aquests transformadors s'utilitzen en convertidors de commutació, ordinadors portàtils, controladors de làmpades de neó i molt més.

2. Motor ultrasònic

El motor ultrasònic utilitza l'estator com a transductor, utilitza l'efecte piezoelèctric invers del cristall piezoelèctric per fer vibrar l'estator del motor a la freqüència ultrasònica i, a continuació, transmet energia per la fricció entre l'estator i el rotor per impulsar el rotor a girar. Els motors ultrasònics tenen mida petita, parell gran, alta resolució, estructura senzilla, accionament directe, sense mecanisme de frenada i sense mecanisme de rodament. Aquests avantatges són beneficiosos per a la miniaturització del dispositiu. Els motors ultrasònics s'utilitzen àmpliament en instruments òptics, làsers, microelectrònica de semiconductors, maquinària i instruments de precisió, robòtica, medicina i bioenginyeria.

3. Neteja ultrasònica

El mecanisme de neteja ultrasònica és utilitzar els efectes físics de la cavitació, la pressió de radiació, el flux sonor, etc. quan l'ona ultrasònica es propaga a la solució de neteja, per pelar mecànicament la brutícia de les peces de neteja i, al mateix temps, pot afavorir la generació química entre la solució de neteja i la brutícia. reacció per aconseguir el propòsit de netejar l'objecte. La freqüència utilitzada per la màquina de neteja ultrasònica es pot seleccionar de 10 a 500 kHz segons la mida i la finalitat de l'objecte de neteja, generalment de 20 a 50 kHz. Amb l'augment de la freqüència del transductor ultrasònic, es pot utilitzar l'oscil·lador Langevin, l'oscil·lador longitudinal, l'oscil·lador de gruix, etc. Pel que fa a la miniaturització, també hi ha vibracions radials i vibracions de flexió del vibrador d'hòsties. La neteja ultrasònica s'utilitza cada vegada més en diverses indústries, agricultura, equipament domèstic, electrònica, automoció, cautxú, impressió, avions, aliments, hospitals i investigació mèdica.

4. Soldadura ultrasònica

La soldadura ultrasònica es pot dividir en dues categories: soldadura metàl·lica ultrasònica i soldadura de plàstic ultrasònica. Entre ells, s'ha utilitzat àmpliament la tecnologia de soldadura de plàstic ultrasònica. Utilitza la vibració ultrasònica generada pel transductor per transmetre l'energia de vibració ultrasònica a la zona de soldadura a través de la soldadura superior. A causa de la gran resistència acústica a la zona de soldadura, és a dir, la unió de les dues soldadures, es generarà una temperatura local alta per fondre el plàstic i es completaran els treballs de soldadura sota l'acció de la pressió de contacte. La soldadura per plàstic ultrasònica pot facilitar la soldadura de peces que no es poden soldar mitjançant altres mètodes de soldadura. A més, també estalvia la costosa tarifa de motlle dels productes de plàstic, escurça el temps de processament, millora l'eficiència de la producció i té les característiques d'economia, rapidesa i fiabilitat.

5. Processament d'ultrasons

L'abrasiu fi s'aplica a la peça amb una certa pressió estàtica juntament amb l'eina de mecanitzat ultrasònic i es pot mecanitzar la mateixa forma que l'eina. Durant el processament, el transductor ha de generar una amplitud de 15 a 40 micres a una freqüència de 15 a 40 kHz. L'eina ultrasònica fa que l'abrasiu a la superfície de la peça impacti contínuament amb una força d'impacte considerable, destruint la part de radiació ultrasònica i trencant el material per aconseguir el propòsit d'eliminar el material. El processament d'ultrasons s'utilitza principalment en el processament de materials fràgils i durs com gemmes, jade, marbre, àgata i carbur cimentat, així com en el processament de forats de forma especial i forats fins i profunds. A més, afegir transductors ultrasònics a eines de tall ordinàries també pot tenir un paper en la millora de la precisió i l'eficiència.

6. Pèrdua de pes ultrasònica

Utilitzant l'efecte de cavitació i la vibració micromecànica del transductor ultrasònic, l'excés de cèl·lules grasses sota l'epidermis humana es trenquen, emulsionen i descarreguen del cos, de manera que s'aconsegueix el propòsit de perdre pes i donar forma. Es tracta d'una nova tecnologia desenvolupada internacionalment a la dècada de 1990. Zocchi d'Itàlia va utilitzar l'eliminació de greix ultrasònic per primera vegada al llit i va aconseguir l'èxit, creant un precedent per a la cirurgia plàstica i la bellesa. La tecnologia d'eliminació de greixos ultrasònics s'ha desenvolupat ràpidament a casa i a l'estranger.

7. Reproducció ultrasònica

La freqüència i la intensitat adequades de la irradiació ultrasònica a les llavors de les plantes poden millorar la taxa de germinació de les llavors, reduir la taxa de putrefacció del motlle, afavorir el creixement de les llavors i millorar la taxa de creixement de les plantes. Segons la informació, l'ecografia pot augmentar la taxa de creixement d'algunes llavors de plantes entre 2 i 3 vegades.

8. Esfigmomanòmetre electrònic

El transductor ultrasònic s'utilitza per rebre la pressió del vas sanguini. Quan el globus es comprimeix i es pressiona contra el vas sanguini, el transductor ultrasònic no pot sentir la pressió del vas sanguini perquè la pressió aplicada és superior a la pressió de vasodilatació. Quan la pressió del vas sanguini disminueix fins a un valor determinat, la pressió dels dos arriba a un equilibri. En aquest moment, el transductor ultrasònic pot sentir la pressió del vas sanguini, que és la pressió sistòlica del cor. valor de la pressió arterial. L'esfigmomanòmetre electrònic pot reduir la intensitat laboral del personal mèdic a causa de la cancel·lació de l'estetoscopi.

9. Telemetria i comandament a distància

En entorns tòxics, radioactius i altres durs, les persones no poden treballar a prop d'ella i necessiten ser controlades a distància; els interruptors elèctrics, com ara televisors, ventiladors i llums, necessiten control remot i es poden instal·lar transductors ultrasònics per transmetre ones ultrasòniques des d'una ubicació remota. El transductor receptor del sistema de control converteix el senyal acústic en un senyal elèctric per fer actuar l'interruptor.

10. Vigilància del trànsit

En el trànsit modern, és molt necessari controlar automàticament el pas i el recompte de vehicles per copsar el funcionament dels vehicles. Per exemple, l'estació de supervisió del trànsit instal·la un transductor ultrasònic i el seu equip auxiliar tant per al transceptor com per a la transmissió. Quan el vehicle passa, torna un pols acústic i es pot obtenir el nombre de vehicles diaris comptant i acumulant. A la part posterior del cotxe s'instal·la un transductor de doble propòsit per evitar accidents de col·lisió inversa. La instal·lació d'un transductor ultrasònic piezoelèctric receptor en una carretera també pot controlar la xifra de soroll.

11. Abast

El dispositiu ultrasònic també s'anomena regle de so. Mesura l'interval de temps de pols a través d'un transductor de doble propòsit. El regle del so pot mesurar la distància en 10 m i la precisió pot arribar a diverses mil·lèsimes.

12. Detecció de fuites i detecció de gasos

Per al sistema de pressió, a la fuita, el soroll del raig és causat per la diferència de pressió entre l'interior i l'exterior del recipient a pressió. Aquest espectre de soroll és extremadament ampli. Per als sistemes sense pressió, es pot col·locar una font ultrasònica dins del sistema tancat i rebre-la des de fora del sistema tancat. Generalment, l'amplitud del senyal mesurada quan no hi ha fuites és molt petita o nul·la, i l'amplitud del senyal tendeix a augmentar sobtadament en el punt de fuita. La detecció de flux de gas també és un dels mitjans importants en la indústria química. Hi ha diverses amplificacions per a la detecció de flux, com ara rotàmetres, etc. Però el principal avantatge d'utilitzar un transductor ultrasònic és que no dificulta el flux del fluid.

13. Recollida d'informació

Per realitzar funcions com caminar lliurement a l'espai i reconèixer objectes, els robots intel·ligents no només han d'utilitzar transductors ultrasònics per mesurar la distància i guiar les persones cegues, sinó que també necessiten el reconeixement d'imatges. Per tant, es requereixen petites matrius de transductors ultrasònics per aconseguir múltiples funcions, i aquest aspecte es convertirà en un tema de recerca important, atraient molts científics a esforçar-se per això.