Almindelige anvendelser af ultralydstransducere

Ultralydstransducerens funktion er at omdanne den elektriske input til mekanisk effekt (dvs. ultralydsbølger) og derefter sende den ud, mens den bruger en lille del af selve strømmen.

Ultralydstransducere er meget udbredt, og de er opdelt i industri, landbrug, transport, liv, medicinsk pleje og militær i henhold til applikationsindustrien. I henhold til de realiserede funktioner er det opdelt i ultralydsbehandling, ultralydsrensning, ultralydsdetektion, detektion, overvågning, telemetri, fjernbetjening osv.; i henhold til arbejdsmiljøet er det opdelt i væske, gas, levende krop osv.; alt efter arten er det opdelt i ultralydseffekt, ultralyddetektion, ultralydsbilleddannelse osv.

1. Piezoelektrisk keramisk transformer

Piezoelektriske keramiske transformere bruger den piezoelektriske effekt af det piezoelektriske legeme efter polarisering for at opnå spændingsudgang. Indgangsdelen drives af et sinusformet spændingssignal, og den vibrerer gennem den omvendte piezoelektriske effekt. Vibrationsbølgen er mekanisk koblet til outputdelen gennem input- og outputdelene, og outputdelen genererer elektrisk ladning gennem den positive piezoelektriske effekt for at realisere den elektriske energi af det piezoelektriske legeme. - To transformationer af mekanisk energi-elektrisk energi for at opnå den højeste udgangsspænding ved den piezoelektriske transformers resonansfrekvens. Sammenlignet med elektromagnetiske transformere har dette fordelene ved lille størrelse, let vægt, høj effekttæthed, høj effektivitet, nedbrudsmodstand, høj temperaturbestandighed, ikke bange for at brænde, ingen elektromagnetisk interferens og elektromagnetisk støj og enkel struktur, let at lave, let til masseproduktion, i Nogle områder bliver ideelle erstatningskomponenter til elektromagnetiske transformere og andre fordele. Sådanne transformere bruges til at skifte omformere, notebook-computere, neonlampedrivere og mere.

2. Ultralydsmotor

Ultralydsmotoren bruger statoren som en transducer, bruger den omvendte piezoelektriske effekt af den piezoelektriske krystal til at få motorstatoren til at vibrere ved ultralydsfrekvensen og transmitterer derefter energi ved friktionen mellem statoren og rotoren for at drive rotoren til at rotere. Ultralydsmotorer har lille størrelse, stort drejningsmoment, høj opløsning, enkel struktur, direkte drev, ingen bremsemekanisme og ingen lejemekanisme. Disse fordele er gavnlige for miniaturiseringen af ​​enheden. Ultralydsmotorer er meget udbredt i optiske instrumenter, lasere, halvledermikroelektronik, præcisionsmaskiner og -instrumenter, robotteknologi, medicin og bioteknik.

3. Ultralydsrensning

Mekanismen ved ultralydsrensning er at bruge de fysiske effekter af kavitation, strålingstryk, lydstrøm osv., når ultralydsbølgen forplanter sig i renseopløsningen, til mekanisk at fjerne snavs på rengøringsdelene, og samtidig kan fremme kemikaliedannelsen mellem rengøringsopløsningen og snavset. reaktion for at opnå formålet med at rense objektet. Frekvensen, der bruges af ultralydsrensemaskinen, kan vælges fra 10 til 500 kHz i henhold til størrelsen og formålet med rengøringsobjektet, generelt 20 til 50 kHz. Med stigningen af ​​ultralydstransducerfrekvensen kan Langevin-oscillator, langsgående oscillator, tykkelsesoscillator osv. bruges. Med hensyn til miniaturisering er der også radial vibration og bøjningsvibration af wafervibratoren. Ultralydsrensning bruges i stigende grad i forskellige industrier, landbrug, husholdningsudstyr, elektronik, bilindustrien, gummi, trykning, fly, fødevarer, hospitaler og medicinsk forskning.

4. Ultralydssvejsning

Ultralydssvejsning kan opdeles i to kategorier: ultralydsmetalsvejsning og ultralydsplastsvejsning. Blandt dem er ultrasonisk plastsvejseteknologi blevet meget brugt. Den bruger den ultralydsvibration, der genereres af transduceren, til at overføre ultralydsvibrationsenergien til svejseområdet gennem den øvre svejsning. På grund af den store akustiske modstand i svejseområdet, det vil sige krydset mellem de to svejsninger, vil der blive genereret en lokal høj temperatur for at smelte plasten, og svejsearbejdet vil blive afsluttet under påvirkning af kontakttryk. Ultralydsplastsvejsning kan lette svejsningen af ​​dele, der ikke kan svejses med andre svejsemetoder. Derudover sparer det også det dyre formgebyr for plastprodukter, forkorter behandlingstiden, forbedrer produktionseffektiviteten og har karakteristika for økonomi, hastighed og pålidelighed.

5. Ultralydsbehandling

Det fine slibemiddel påføres emnet med et vist statisk tryk sammen med ultralydsbearbejdningsværktøjet, og samme form som værktøjet kan bearbejdes. Under behandlingen skal transduceren generere en amplitude på 15 til 40 mikron ved en frekvens på 15 til 40 kHz. Ultralydsværktøjet får slibemidlet på overfladen af ​​emnet til at støde kontinuerligt med en betydelig slagkraft, ødelægge ultralydsstrålingsdelen og brække materialet for at opnå formålet med at fjerne materialet. Ultralydsbehandling bruges hovedsageligt til forarbejdning af skøre og hårde materialer såsom ædelstene, jade, marmor, agat og cementeret carbid, såvel som til behandling af specialformede huller og fine og dybe huller. Derudover kan tilføjelse af ultralydstransducere til almindelige skæreværktøjer også spille en rolle i at forbedre nøjagtigheden og effektiviteten.

6. Ultralyds vægttab

Ved hjælp af kavitationseffekten og mikromekaniske vibrationer fra ultralydstransduceren bliver de overskydende fedtceller under den menneskelige epidermis brudt, emulgeret og udledt fra kroppen for at opnå formålet med at tabe sig og forme. Dette er en ny teknologi udviklet internationalt i 1990'erne. Italiens Zocchi brugte ultralydsfedtfjernelse for første gang i sengen og opnåede succes og skabte præcedens for plastikkirurgi og skønhed. Ultralydsfedtfjernelsesteknologi har udviklet sig hurtigt i ind- og udland.

7. Ultralydsavl

Passende frekvens og intensitet af ultralydsbestråling på plantefrø kan forbedre frøs spirehastighed, reducere hastigheden af ​​skimmelråd, fremme væksten af ​​frø og forbedre væksthastigheden af ​​planter. Ifølge oplysninger kan ultralyd øge væksthastigheden af ​​nogle plantefrø med 2 til 3 gange.

8. Elektronisk blodtryksmåler

Ultralydstransduceren bruges til at modtage blodkarrets tryk. Når ballonen komprimeres og presses mod blodkarret, kan ultralydstransduceren ikke mærke blodkarrets tryk, fordi det påførte tryk er højere end vasodilatationstrykket. Når trykket i blodkarret falder til en vis værdi, når trykket af de to en balance. På dette tidspunkt kan ultralydstransduceren mærke blodkarrets tryk, som er det systoliske tryk i hjertet. blodtryksværdi. Det elektroniske blodtryksmåler kan reducere arbejdsintensiteten for medicinsk personale på grund af annulleringen af ​​stetoskopet.

9. Telemetri og fjernbetjening

I giftige, radioaktive og andre barske miljøer kan folk ikke arbejde tæt på det og skal fjernstyres; elektriske kontakter såsom fjernsyn, blæsere og lys har brug for fjernbetjening, og ultralydstransducere kan installeres til at transmittere ultralydsbølger fra et fjerntliggende sted. Den modtagende transducer på styresystemet konverterer det akustiske signal til et elektrisk signal for at få kontakten til at virke.

10. Trafikovervågning

I moderne trafik er det meget nødvendigt automatisk at overvåge forbikørsel og optælling af køretøjer for at forstå driften af ​​køretøjer. For eksempel installerer trafikovervågningsstationen en ultralydstransducer og dens hjælpeudstyr til både transceiver og transmission. Når køretøjet passerer, kommer der en akustisk puls tilbage, og antallet af daglige køretøjer kan opnås ved at tælle og akkumulere. En transducer til to formål er installeret bag på bilen for at forhindre omvendt kollision. Installation af en modtagende piezoelektrisk ultralydstransducer på en vej kan også overvåge støjtallet.

11. Rangering

Ultralydsafstandsanordning kaldes også lydlineal. Den måler pulstidsintervallet gennem en dual-purpose transducer. Lydlinealen kan måle afstanden inden for 10m, og nøjagtigheden kan nå flere tusindedele.

12. Lækagedetektion og gasdetektion

For tryksystemet, ved lækagen, er strålestøjen forårsaget af trykforskellen mellem indersiden og ydersiden af ​​trykbeholderen. Dette støjspektrum er ekstremt bredt. For ikke-tryksystemer kan en ultralydskilde placeres i det lukkede system og modtages uden for det lukkede system. Generelt er signalamplituden målt, når der ikke er nogen lækage, meget lille eller ingen, og signalamplituden har en tendens til at stige pludseligt ved lækagepunktet. Gasflowdetektion er også et af de vigtige midler i den kemiske industri. Der er forskellige forstærkninger til flowdetektion, såsom rotametre og så videre. Men den største fordel ved at bruge en ultralydstransducer er, at den ikke hindrer væskestrømmen.

13. Informationsindsamling

For at realisere funktioner såsom fri gang i rummet og genkendelse af objekter, skal intelligente robotter ikke kun bruge ultralydstransducere til at måle afstand og guide blinde, men skal også billedgenkendelse. Derfor kræves der små ultralydstransducer-arrays for at opnå flere funktioner, og dette aspekt vil blive et vigtigt forskningsemne, der tiltrækker mange forskere til at stræbe efter det.