Κοινές Εφαρμογές Μετατροπέων Υπερήχων

Η λειτουργία του μορφοτροπέα υπερήχων είναι να μετατρέπει την ηλεκτρική ισχύ εισόδου σε μηχανική ισχύ (δηλαδή, υπερηχητικά κύματα) και στη συνέχεια να τη μεταδίδει, ενώ καταναλώνει ένα μικρό μέρος της ίδιας της ισχύος.

Οι μετατροπείς υπερήχων χρησιμοποιούνται ευρέως και χωρίζονται σε βιομηχανία, γεωργία, μεταφορές, ζωή, ιατρική περίθαλψη και στρατιωτικό ανάλογα με τις βιομηχανίες εφαρμογής. Σύμφωνα με τις πραγματοποιηθείσες λειτουργίες, χωρίζεται σε επεξεργασία υπερήχων, καθαρισμό υπερήχων, ανίχνευση υπερήχων, ανίχνευση, παρακολούθηση, τηλεμετρία, τηλεχειριστήριο κ.λπ. ανάλογα με το περιβάλλον εργασίας, χωρίζεται σε υγρό, αέριο, ζωντανό σώμα κ.λπ. ανάλογα με τη φύση, χωρίζεται σε υπερήχους ισχύος, υπερήχους ανίχνευσης, απεικόνιση υπερήχων κ.λπ.

1. Πιεζοηλεκτρικός κεραμικός μετασχηματιστής

Οι πιεζοηλεκτρικοί κεραμικοί μετασχηματιστές χρησιμοποιούν την πιεζοηλεκτρική επίδραση του πιεζοηλεκτρικού σώματος μετά την πόλωση για την επίτευξη τάσης εξόδου. Το τμήμα εισόδου οδηγείται από ένα ημιτονοειδές σήμα τάσης και δονείται μέσω του αντίστροφου πιεζοηλεκτρικού φαινομένου. Το κύμα δόνησης συνδέεται μηχανικά με το τμήμα εξόδου μέσω των τμημάτων εισόδου και εξόδου και το τμήμα εξόδου δημιουργεί ηλεκτρικό φορτίο μέσω του θετικού πιεζοηλεκτρικού φαινομένου για να πραγματοποιήσει την ηλεκτρική ενέργεια του πιεζοηλεκτρικού σώματος. - Δύο μετασχηματισμοί μηχανικής ενέργειας-ηλεκτρικής ενέργειας για τη λήψη της υψηλότερης τάσης εξόδου στη συχνότητα συντονισμού του πιεζοηλεκτρικού μετασχηματιστή. Σε σύγκριση με τους ηλεκτρομαγνητικούς μετασχηματιστές, αυτό έχει τα πλεονεκτήματα του μικρού μεγέθους, του μικρού βάρους, της υψηλής πυκνότητας ισχύος, της υψηλής απόδοσης, της αντίστασης στη διάσπαση, της αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία, δεν φοβάται την καύση, χωρίς ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο και απλή δομή, εύκολη κατασκευή, εύκολο στη μαζική παραγωγή, σε Ορισμένες περιοχές γίνονται ιδανικά εξαρτήματα αντικατάστασης ηλεκτρομαγνητικών μετασχηματιστών και άλλα πλεονεκτήματα. Τέτοιοι μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται σε μετατροπείς μεταγωγής, φορητούς υπολογιστές, προγράμματα οδήγησης λαμπτήρων νέον και πολλά άλλα.

2. Κινητήρας υπερήχων

Ο κινητήρας υπερήχων χρησιμοποιεί τον στάτορα ως μορφοτροπέα, χρησιμοποιεί το αντίστροφο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο του πιεζοηλεκτρικού κρυστάλλου για να κάνει τον στάτορα του κινητήρα να δονείται στη συχνότητα υπερήχων και στη συνέχεια μεταδίδει ενέργεια από την τριβή μεταξύ του στάτορα και του ρότορα για να οδηγήσει τον ρότορα στην περιστροφή. Οι κινητήρες υπερήχων έχουν μικρό μέγεθος, μεγάλη ροπή, υψηλή ανάλυση, απλή δομή, άμεση κίνηση, χωρίς μηχανισμό πέδησης και χωρίς μηχανισμό ρουλεμάν. Αυτά τα πλεονεκτήματα είναι ευεργετικά για τη σμίκρυνση της συσκευής. Οι κινητήρες υπερήχων χρησιμοποιούνται ευρέως σε οπτικά όργανα, λέιζερ, μικροηλεκτρονική ημιαγωγών, μηχανήματα και όργανα ακριβείας, ρομποτική, ιατρική και βιομηχανική.

3. Καθαρισμός με υπερήχους

Ο μηχανισμός του καθαρισμού με υπερήχους είναι η χρήση των φυσικών επιπτώσεων της σπηλαίωσης, της πίεσης ακτινοβολίας, της ροής του ήχου κ.λπ. όταν το υπερηχητικό κύμα διαδίδεται στο διάλυμα καθαρισμού, για να αφαιρέσει μηχανικά τη βρωμιά στα μέρη καθαρισμού και ταυτόχρονα, μπορεί να προωθήσει τη δημιουργία χημικών μεταξύ του διαλύματος καθαρισμού και της βρωμιάς. αντίδραση για την επίτευξη του σκοπού του καθαρισμού του αντικειμένου. Η συχνότητα που χρησιμοποιείται από τη μηχανή καθαρισμού υπερήχων μπορεί να επιλεγεί από 10 έως 500 kHz ανάλογα με το μέγεθος και τον σκοπό του αντικειμένου καθαρισμού, γενικά 20 έως 50 kHz. Με την αύξηση της συχνότητας του μετατροπέα υπερήχων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ταλαντωτής Langevin, διαμήκης ταλαντωτής, ταλαντωτής πάχους κ.λπ. Όσον αφορά τη σμίκρυνση, υπάρχουν επίσης ακτινική δόνηση και δόνηση κάμψης του δονητή γκοφρέτας. Ο καθαρισμός με υπερήχους χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο σε διάφορες βιομηχανίες, τη γεωργία, τον οικιακό εξοπλισμό, την ηλεκτρονική, την αυτοκινητοβιομηχανία, το καουτσούκ, την εκτύπωση, τα αεροσκάφη, τα τρόφιμα, τα νοσοκομεία και την ιατρική έρευνα.

4. Συγκόλληση με υπερήχους

Η συγκόλληση με υπερήχους μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: τη συγκόλληση μετάλλων με υπερήχους και τη συγκόλληση πλαστικών με υπερήχους. Μεταξύ αυτών, η τεχνολογία συγκόλλησης πλαστικών υπερήχων έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως. Χρησιμοποιεί τη δόνηση υπερήχων που δημιουργείται από τον μορφοτροπέα για να μεταδώσει την ενέργεια δόνησης υπερήχων στην περιοχή συγκόλλησης μέσω της άνω συγκόλλησης. Λόγω της μεγάλης ακουστικής αντίστασης στην περιοχή συγκόλλησης, δηλαδή στην ένωση των δύο συγκολλήσεων, θα δημιουργηθεί τοπική υψηλή θερμοκρασία για την τήξη του πλαστικού και η εργασία συγκόλλησης θα ολοκληρωθεί υπό την επίδραση της πίεσης επαφής. Η συγκόλληση πλαστικού με υπερήχους μπορεί να διευκολύνει τη συγκόλληση εξαρτημάτων που δεν μπορούν να συγκολληθούν με άλλες μεθόδους συγκόλλησης. Επιπλέον, εξοικονομεί επίσης την ακριβή αμοιβή καλουπιών των πλαστικών προϊόντων, συντομεύει τον χρόνο επεξεργασίας, βελτιώνει την απόδοση παραγωγής και έχει τα χαρακτηριστικά της οικονομίας, της ταχύτητας και της αξιοπιστίας.

5. Επεξεργασία με υπερήχους

Το λεπτό λειαντικό εφαρμόζεται στο τεμάχιο εργασίας με μια ορισμένη στατική πίεση μαζί με το εργαλείο κατεργασίας με υπερήχους και μπορεί να κατεργαστεί με το ίδιο σχήμα με το εργαλείο. Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, ο μορφοτροπέας χρειάζεται να παράγει πλάτος 15 έως 40 μικρά σε συχνότητα 15 έως 40 kHz. Το εργαλείο υπερήχων κάνει το λειαντικό στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας να χτυπά συνεχώς με σημαντική δύναμη κρούσης, καταστρέφοντας το τμήμα υπερηχητικής ακτινοβολίας και σπάζοντας το υλικό για να επιτευχθεί ο σκοπός της αφαίρεσης του υλικού. Η επεξεργασία με υπερήχους χρησιμοποιείται κυρίως στην επεξεργασία εύθραυστων και σκληρών υλικών όπως πολύτιμοι λίθοι, νεφρίτης, μάρμαρο, αχάτης και καρβίδιο με τσιμέντο, καθώς και στην επεξεργασία οπών ειδικού σχήματος και λεπτών και βαθιών οπών. Επιπλέον, η προσθήκη μορφοτροπέων υπερήχων σε συνηθισμένα εργαλεία κοπής μπορεί επίσης να παίξει ρόλο στη βελτίωση της ακρίβειας και της αποτελεσματικότητας.

6. Αδυνάτισμα με υπερήχους

Χρησιμοποιώντας το φαινόμενο σπηλαίωσης και τη μικρο-μηχανική δόνηση του μορφοτροπέα υπερήχων, τα περίσσεια λιποκύτταρα κάτω από την ανθρώπινη επιδερμίδα σπάνε, γαλακτωματοποιούνται και αποβάλλονται από το σώμα, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός της απώλειας βάρους και της διαμόρφωσης. Αυτή είναι μια νέα τεχνολογία που αναπτύχθηκε διεθνώς τη δεκαετία του 1990. Η Ιταλίδα Zocchi χρησιμοποίησε την αφαίρεση λίπους με υπερήχους για πρώτη φορά στο κρεβάτι και πέτυχε, δημιουργώντας προηγούμενο για τις πλαστικές επεμβάσεις και την ομορφιά. Η τεχνολογία αφαίρεσης λίπους με υπερήχους έχει αναπτυχθεί γρήγορα στο εσωτερικό και στο εξωτερικό.

7. Εκτροφή με υπερήχους

Η κατάλληλη συχνότητα και ένταση της ακτινοβολίας υπερήχων στους σπόρους των φυτών μπορεί να βελτιώσει τον ρυθμό βλάστησης των σπόρων, να μειώσει τον ρυθμό σήψης της μούχλας, να προωθήσει την ανάπτυξη των σπόρων και να βελτιώσει τον ρυθμό ανάπτυξης των φυτών. Σύμφωνα με πληροφορίες, ο υπέρηχος μπορεί να αυξήσει τον ρυθμό ανάπτυξης κάποιων σπόρων φυτών κατά 2 έως 3 φορές.

8. Ηλεκτρονικό πιεσόμετρο

Ο μορφοτροπέας υπερήχων χρησιμοποιείται για τη λήψη της πίεσης του αιμοφόρου αγγείου. Όταν το μπαλόνι συμπιέζεται και πιέζεται πάνω στο αιμοφόρο αγγείο, ο μορφοτροπέας υπερήχων δεν μπορεί να αισθανθεί την πίεση του αιμοφόρου αγγείου επειδή η εφαρμοζόμενη πίεση είναι υψηλότερη από την πίεση αγγειοδιαστολής. Όταν η πίεση του αιμοφόρου αγγείου μειώνεται σε μια ορισμένη τιμή, η πίεση των δύο φτάνει σε μια ισορροπία. Αυτή τη στιγμή, ο μορφοτροπέας υπερήχων μπορεί να αισθανθεί την πίεση του αιμοφόρου αγγείου, που είναι η συστολική πίεση της καρδιάς. τιμή της αρτηριακής πίεσης. Το ηλεκτρονικό πιεσόμετρο μπορεί να μειώσει την ένταση εργασίας του ιατρικού προσωπικού λόγω ακύρωσης του στηθοσκοπίου.

9. Τηλεμετρία και τηλεχειριστήριο

Σε τοξικά, ραδιενεργά και άλλα σκληρά περιβάλλοντα, οι άνθρωποι δεν μπορούν να εργαστούν κοντά σε αυτό και πρέπει να ελέγχονται εξ αποστάσεως. Οι ηλεκτρικοί διακόπτες όπως τηλεοράσεις, ανεμιστήρες και φώτα χρειάζονται τηλεχειριστήριο και μπορούν να εγκατασταθούν μετατροπείς υπερήχων για τη μετάδοση υπερηχητικών κυμάτων από απομακρυσμένη τοποθεσία. Ο μορφοτροπέας λήψης στο σύστημα ελέγχου μετατρέπει το ακουστικό σήμα σε ηλεκτρικό σήμα για να ενεργοποιήσει το διακόπτη.

10. Παρακολούθηση κυκλοφορίας

Στη σύγχρονη κυκλοφορία, είναι πολύ απαραίτητο να παρακολουθείται αυτόματα η διέλευση και η καταμέτρηση των οχημάτων προκειμένου να κατανοηθεί η λειτουργία των οχημάτων. Για παράδειγμα, ο σταθμός επιτήρησης κυκλοφορίας εγκαθιστά έναν μορφοτροπέα υπερήχων και τον βοηθητικό εξοπλισμό του τόσο για πομποδέκτη όσο και για μετάδοση. Όταν το όχημα διέρχεται, ένας ακουστικός παλμός επιστρέφει και ο αριθμός των ημερήσιων οχημάτων μπορεί να ληφθεί με μέτρηση και συσσώρευση. Ένας μετατροπέας διπλής χρήσης είναι εγκατεστημένος στο πίσω μέρος του αυτοκινήτου για την αποφυγή ατυχημάτων αντίστροφης σύγκρουσης. Η εγκατάσταση ενός πιεζοηλεκτρικού μορφοτροπέα υπερήχων λήψης σε ένα δρόμο μπορεί επίσης να παρακολουθεί το μέγεθος του θορύβου.

11. Κυμαινόμενο

Η συσκευή μέτρησης υπερήχων ονομάζεται επίσης χάρακας ήχου. Μετρά το χρονικό διάστημα παλμών μέσω ενός μορφοτροπέα διπλής χρήσης. Ο ηχητικός χάρακας μπορεί να μετρήσει την απόσταση εντός 10 μέτρων και η ακρίβεια μπορεί να φτάσει αρκετά χιλιοστά.

12. Ανίχνευση διαρροών και ανίχνευση αερίου

Για το σύστημα πίεσης, στη διαρροή, ο θόρυβος εκτόξευσης προκαλείται από τη διαφορά πίεσης μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού του δοχείου πίεσης. Αυτό το φάσμα θορύβου είναι εξαιρετικά ευρύ. Για συστήματα χωρίς πίεση, μια πηγή υπερήχων μπορεί να τοποθετηθεί μέσα στο κλειστό σύστημα και να ληφθεί από έξω από το κλειστό σύστημα. Γενικά, το πλάτος του σήματος που μετράται όταν δεν υπάρχει διαρροή είναι πολύ μικρό ή καθόλου, και το πλάτος του σήματος τείνει να αυξάνεται ξαφνικά στο σημείο διαρροής. Η ανίχνευση ροής αερίου είναι επίσης ένα από τα σημαντικά μέσα στη χημική βιομηχανία. Υπάρχουν διάφορες ενισχύσεις για την ανίχνευση ροής, όπως περιστροφόμετρα και ούτω καθεξής. Αλλά το κύριο πλεονέκτημα της χρήσης ενός μορφοτροπέα υπερήχων είναι ότι δεν εμποδίζει τη ροή του υγρού.

13. Συλλογή πληροφοριών

Προκειμένου να πραγματοποιήσουν λειτουργίες όπως το ελεύθερο περπάτημα στο διάστημα και η αναγνώριση αντικειμένων, τα ευφυή ρομπότ δεν χρειάζεται μόνο να χρησιμοποιούν μετατροπείς υπερήχων για τη μέτρηση της απόστασης και την καθοδήγηση των τυφλών, αλλά χρειάζεται και την αναγνώριση εικόνας. Ως εκ τούτου, απαιτούνται μικρές συστοιχίες μετατροπέων υπερήχων για την επίτευξη πολλαπλών λειτουργιών και αυτή η πτυχή θα γίνει ένα σημαντικό ερευνητικό θέμα, προσελκύοντας πολλούς επιστήμονες να προσπαθήσουν για αυτό.