Cineál transducer ultrasonaic: comparáid idir transducer magnetostrictive agus piezoelectric
Tá dhá chineál trasduchtóra ann chun na tonnta fuaime a theastaíonn don phróiseas a ghiniúint: piezoelectric agus magnetostrictive. Cé gur leor a bhfeidhmeanna chun áit a dhéanamh dó sa mhargadh, tá a shaintréithe féin ag gach cineál trasduchtóra ultrasonaic, rud a fhágann go bhfuil sé níos oiriúnaí do thascanna ar leith. D’fhonn comparáid a dhéanamh eatarthu, is gá staidéar a dhéanamh ar an gcaoi a n-oibríonn siad agus a dtréithe faoi seach.
1. Prionsabal oibre
Úsáideann teicneolaíocht piezoelectric criostail le hairíonna leictreacha speisialta déanta as titanáit zirconate luaidhe. Sa trasduchtóir, tá dhá shreang ag an ábhar criostail seo le haghaidheanna urchomhaireacha. Ansin cuirtear an criostail agus an sreangú le chéile sa tithíocht idir an dá phláta miotail. Nuair a shreabhann sruth tríd an sreangú agus a théann isteach sa chriostal, athraíonn an criostail cruth go tapa agus leathnaíonn sé. Nuair a chuirtear deireadh leis an sruth, filleann an criostail ar a chruth bunaidh. Scaipeann an trasduchtóir ultrasonaic a úsáideann an teicneolaíocht seo an sruth tríd an gcriostal go tapa ag minicíocht shocraithe, agus ar an gcaoi sin gineann sé éifeacht athshondais.
Is é prionsabal oibre trasduchtóra ultrasonaic maighnéadastostach ná go leathnaíonn agus go ndéanann miotail atá saibhir i iarann leathnú agus iad faoi réir réimse maighnéadach. Chun leas a bhaint as an iompar seo, tá croíthe miotail atá saibhir i iarann fillte i sreanga copair. Ansin tá an chomhpháirt in umar. Nuair a théann sruth tríd an sreang chopair, leathnaíonn agus leathnaíonn an croí miotail. Cosúil le trasduchtóir piezoelectric, táirgeann sruth ag minicíocht socraithe éifeacht athshondais.
2. Bealach seasta
Úsáidtear greamachán chun an trasducer ultrasonaic piezoelectric a nascadh le tithíocht an ghlantóra ultrasonaic. Nuair a tugadh teicneolaíocht piezoelectric isteach ar dtús, chruthaigh sé seo fadhbanna toisc go lagódh an ghreamaitheach agus go dteipfeadh uirthi sa deireadh. Mar gheall ar theicneolaíocht innealtóireachta a fhorbairt is féidir a úsáid i dtionscal na n-aerárthaí, níl an teorannú seo ann a thuilleadh. In ainneoin iad a úsáid arís agus arís eile, ní cheadaíonn greamacháin nua-aimseartha an trasducer a cheangal.
Tá tithíocht an trasducer magnetostrictive táthaithe go díreach chuig umar an ghlantóra ultrasonaic, ag soláthar banna daingean nach féidir a bhriseadh.
3. Minicíocht transducer ultrasonaic
Is é an staid idéalach a bhaineann le glanadh ultrasonaic oibriú ag minicíocht 40kHz-70kHz, ach is féidir an próiseas a dhéanamh fós i raon leathan 25kHz-170kHz.
Ní féidir le trasduchtóirí ultrasonaic maighnéadastostracha oibriú ach ag minicíochtaí suas le 30kHz, rud a chiallaíonn go bhfuil srian mór ar a n-úsáidí is infheidhme. Sa chás seo, is é an úsáid is fearr a bhaint as an gcóras glantacháin ultrasonaic transducer magnetostrictive do mheaisíní móra a bhfuil ábhar salaithe acu atá deacair a bhaint. Níor cheart go n-éileodh an próiseas go ndéanfaí an t-innealra a ghlanadh go críochnúil. Is féidir sampla den fheidhmchlár seo a úsáid ar an líne phróiseála leictreaphlátála.
Ar an láimh eile, is féidir leis an trasducer ultrasonaic piezoelectric oibriú sa raon iomlán 25kHz go 170kHz, rud a fhágann go bhfuil a úsáid an-éagsúil.
4. Tomhaltas fuinnimh
Ní mór do thrasduchtóirí ultrasonaic maighnéadastostacha fuinneamh leictreach a thiontú go fuinneamh maighnéadach, agus ansin é a úsáid chun fuinneamh meicniúil a ghiniúint. Ginfidh an próiseas iomlán go leor fuinnimh amú, a chuirtear amú de ghnáth i bhfoirm fuinneamh teasa.
Is féidir leis an trasduchtóir ultrasonaic piezoelectric sruth ísealvoltais a thiontú ina fhuinneamh meicniúil in aon chéim amháin, rud a fhágann go bhfuil sé an-éifeachtach. Dá bhrí sin, is féidir leis an trasducer piezoelectric níos mó oibre a dhéanamh agus an méid céanna fuinnimh leictreach á chaitheamh aige.
5. Leibhéal torainn trasducer ultrasonaic bunúsach
Nuair a ghintear minicíochtaí armónacha, is gnách go dtáirgtear minicíochtaí fo-armónacha mar tháirgí nádúrtha. Is é minicíocht oibriúcháin fhormhór na dtrasduchtóirí piezoelectric 40kHz nó níos airde, rud a chiallaíonn gurb é 20kHz an chéad fho-armónach a ghintear, atá níos faide ná raon gnáthéisteachta an duine.
Is gnách go n-oibríonn trasducers ultrasonaic maighnéadastostracha ag minicíocht 30kHz nó níos ísle, ag táirgeadh minicíochtaí fo-armónacha inchloiste. Is cosúil go mbíonn na minicíochtaí seo mar an gcéanna le hum leictreach ard-voltais nó claochladáin a chloistear gar. Nuair a shuiteáiltear trasduchtóirí maighnéadastostracha iolracha san umar glantacháin ultrasonaic chéanna, éilíonn an leibhéal torainn úsáid a bhaint as áiseanna éisteachta cosanta.
6. Saol ionchasach an trasducer ultrasonaic
Úsáideann trasducers piezoelectric criostail grianchloch ar dtús, agus le himeacht ama, caillfidh na criostail grianchloch neart sa deireadh. Ó shin i leith, chruthaigh innealtóirí ábhair ceirmeacha leathsheoltóra ar féidir iad a bheith réamh-aoiseach trí phróiseas speisialta, agus ar an gcaoi sin an méid caitheamh a laghdú tar éis na comhpháirteanna a thionól.
In éineacht le comhdhúile criostalach nua, tá a saol seirbhíse chomh fada le saolré trasducers maighnéadostrictive, agus bhí saol seirbhíse fada ag trasducers magnetostrictive i gcónaí.
