Ultraäänianturipiirin suunnitteluperiaate

Ultraäänimuunnin on ultraääniaaltojen tuottamiseen välttämätön energian muunnoslaite, joka muuntaa ultraäänen sähkömagneettisen värähtelyn energian ääniaalloiksi. Se on ultraäänianturi, joka tunnetaan myös nimellä torvianturi, jolle on ominaista kevyt paino, pieni koko ja korkea energia. Kuvassa 1 on metallinen etukansi, 2 on elektrodilanka, 3 on pietsosähköinen keraaminen levy, 4 on metallinen takakansi ja 5 on esiasennusruuvi.

Jokaisen vierekkäisen levyn pietsosähköiset keraamiset levyt on polarisoitu vastakkaisiin suuntiin ja kiekkoja on parillinen luku, jolloin etu- ja takalevyt on yhdistetty saman napaisuuden omaaviin elektrodeihin, muuten etu- ja takapeitelevyn ja kiekon väliin on sijoitettu eristävä tiiviste. Kahden kiekon väliin ohut messinkipala (paksuus alle 0,1 mm) asetetaan tavallisesti kiekon ja metallikuoren väliin juotoselektrodin johtimena; kiekkoa, elektrodikuparia, metallitukea sekä metallisia etu- ja takakansia käytetään voimakkaasti. Liimatut, esijännitetyt ruuvit voidaan kiristää ennen epoksin kovettumista tai sen jälkeen. Koska pietsosähköisen keramiikan puristusjännitys on paljon suurempi kuin puristusjännitys; sementoitu kerros tuhoutuu myös helposti venytysvaiheessa suurella amplitudilla, joten esitäyttöruuvia käytetään kiekon ja täryttimen liimausosan paineistamiseen. Varmistaaksesi laitteen turvallisen toiminnan. Esijännityksen määrää tulee valvoa kunnolla. Jatkossa kompakti istuvuus vaatii kiekon muotoisen jousialuslevyn ja aluslevyn esijännitetyn ruuvin ja kannen välissä. Lisäksi esijännitetyllä ruuvilla on pieni vaikutus resonanssitaajuuteen, eikä sähköakustinen muunnosteho muutu. Suurin teho ultraäänipuhdistusanturi , joka voidaan absorboida ja moninkertaistaa, ja anturin päätoiminnot ovat seuraavat:

1, vibraattori

The Pietsosähköistä keraamista materiaalia kutsutaan sähköakustiseksi muunnoselementiksi. Puolen aallonpituuden oskillaattorilla sen värähteleessä molempien päiden amplitudi on suurin ja keskellä on nollavärähtelynopeuksinen osa, josta tulee solmutaso ja solmutason sijainti Takakannen ja kiekkopinon tiheys, akustinen yhteys ja koko vaihtelee. Poikkileikkauslevy asetetaan leikkausasentoon täryttimen kiinnittämiseksi ja anturin rakenteen huomioon ottamiseksi kokonaisuutena. Jos ultraäänijännite on yhtä suuri kuin täryttimen luonnollinen taajuus kohdistetaan vibraattorin elektrodiin ja vibraattori värähtelee suhteessa jännitteen amplitudiin, kahden metallisen peitelevyn pituussuuntaista liikettä työnnetään levittämään ultraäänienergiaa.

2, etu- ja takanopeussuoja

Metallinen etukansi on valmistettu kevyestä metallista, kuten kovasta alumiinista tai magnesiumseoksesta, ja takakansi on valmistettu teräksestä tai messingistä raskasmetallista, jotta etukansi siirtyy paljon enemmän kuin takakansi. Liikemäärän säilymislain ja anturin toimintaperiaatteen mukaan voidaan nähdä, että liikemäärä leikkauslevyn molemmilla puolilla on yhtä suuri ja suunnaltaan vastakkainen ja liikkeen nopeus on kääntäen verrannollinen tiheyteen. Etukannena käytetään alumiinia ja takakannessa terästä, ja siirtymäsuhde on noin kolme: yksi. Tässä tapauksessa kevytmetallipinnan siirtymä on suuri ja suuri osa vibraattoriin varastoidusta värähtelyenergiasta voidaan säteillä. Kevytmetallinen etukansi on suunniteltu soimaan kovan alumiinin (ominaispaino 27) ja veden (ominaispaino 1) kanssa ultraäänienergian suunnatun siirron helpottamiseksi.

Ultraäänigeneraattori on ultraäänitaajuinen elektroninen oskillaattori. Kun oskillaattorin tuottama ultraäänitaajuus kohdistetaan Pietsosähköinen keraaminen elementti tuottaa pitkittäistä värähtelyä sähkökentän vaikutuksesta. Kun pietsosähköinen elementti värähtelee ultraäänellä, se näyttää olevan pieni mäntä, jonka amplitudi on noin 1-10-20 μm, mutta tämän värähtelyn kiihtyvyys on erittäin suuri, mikä on 10-103 kertaa painovoiman kiihtyvyys, joten sähkömagneettinen värähtelyenergia muuttuu valtavaksi ominaisvärähtelyenergiaksi.

3, ultraäänioskillaattori (käyttöpiiri)