Prionsabal teicniúil agus cur i bhfeidhm trasducer raon ultrasonaic

         Prionsabal teicniúil agus cur i bhfeidhm trasducer raon ultrasonaic

Is braiteoirí iad trasducers ultrasonaic a fhorbraítear ag baint úsáide as saintréithe na dtonnta ultrasonaic. Is tonn meicniúil é ultrafhuaime le minicíocht creathadh níos airde ná tonnta fuaime, a ghintear trí chreathadh an sliseanna trasducer faoi excitation an voltais. Tá minicíocht ard, tonnfhad gearr, feiniméan díraonta beag aige, go háirithe treoshuíomh maith, agus is féidir é a dhíriú mar shaintréithe scaipeadh gathanna. Tá cumas treáite mór ag ultrafhuaime do leachtanna agus solaid, go háirithe i solaid atá teimhneach do sholas na gréine, is féidir leis dul isteach go dtí doimhneacht de dheich méadar. Cruthóidh tonnta ultrasonaic frithchaitheamh suntasach nuair a thagann siad ar eisíontais nó ar chomhéadain chun macallaí a fhoirmiú, agus nuair a thagann siad ar rudaí atá ag gluaiseacht, beidh siad ag táirgeadh éifeachtaí Doppler. Dá bhrí sin, úsáidtear braite ultrasonaic go forleathan i dtionscal, cosaint náisiúnta, bithleighis, etc. trasducer ultrafhuaime le haghaidh achar mar mhodh braite, agus ní mór tonnta ultrasonaic a ghiniúint agus a fháil. Úsáidtear Is braiteoir ultrasonaic an fheiste a chomhlánaíonn an fheidhm seo, ar a dtugtar de ghnáth feiste leighis, nó taiscéalaí ultrasonaic.

Tá an Tá taiscéalaí trasducer ultrasonaic comhdhéanta den chuid is mó de chriadóireacht piezoelectric, ar féidir leo tonnta ultrasonaic a tharchur agus a fháil. Úsáidtear tóireadóirí ultrasonaic ísealchumhachta le haghaidh braite den chuid is mó. Tá go leor struchtúir éagsúla aige, ar féidir iad a roinnt ina probe díreach (tonn fadaimseartha), taiscéalaí oblique (tonn lomadh), taiscéalaí tonn dromchla (tonn dromchla), taiscéalaí tonn Uain (tonn Uain), taiscéalaí dúbailte (machnamh probe amháin, fáiltiú probe amháin) fan.

Croílár an Is criadóireacht piezoelectric é trasducer leibhéal ultrafhuaime ina seaicéad plaisteach nó miotail. Is iomaí cineál ábhar a dhéanann suas an wafer. Tá méid an sliseanna, mar shampla trastomhas agus tiús, difriúil freisin, agus mar sin tá feidhmíocht gach probe difriúil, agus ní mór dúinn a fheidhmíocht a fhios roimh ré roimh é a úsáid. Áirítear ar phríomhtháscairí feidhmíochta braiteoirí ultrasonaic:

(1) Minicíocht oibre. Is é minicíocht oibriúcháin trasducer achar ultrasonaic minicíocht athshondais na criostail criadóireachta piezoelectric. Nuair a bhíonn minicíocht an voltas AC a chuirtear i bhfeidhm ar a dhá chríoch comhionann le minicíocht athshondach an sliseanna, is é an fuinneamh aschuir an ceann is mó agus is é an íogaireacht is airde.

(2) Teocht oibre. Ós rud é go bhfuil pointe curie an ábhair piezoelectric i gcoitinne sách ard, go háirithe nuair a bhíonn cumhacht ag an Tá probe ultrasonaic piezoelectric le haghaidh diagnóis sách beag, tá an teocht oibre sách íseal, agus is féidir leis oibriú ar feadh i bhfad gan teip. Tá teocht an probe ultrasonaic a úsáidtear sa chóireáil leighis sách ard, agus tá gá le feiste fuaraithe ar leithligh.

(3) Íogaireacht. Braitheann go leor ar an wafer féin a dhéanamh. Is mó an comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla, is airde an íogaireacht; ar shlí eile, is ísle an íogaireacht.

Struchtúr agus prionsabal oibre

Nuair a chuirtear voltas i bhfeidhm ar trasducer criadóireacht piezoelectric , beidh dífhoirmiúchán meicniúil tharlaíonn le hathruithe ar voltas agus minicíocht. Ar an láimh eile, nuair a bhíonn an ceirmeach piezoelectric creathadh, gintear muirear leictreach. Ag baint úsáide as an bprionsabal seo, nuair a chuirtear comhartha leictreach i bhfeidhm ar vibrator comhdhéanta de dhá chriadóireacht piezoelectric nó ceirmeach piezoelectric agus leathán miotail, an eilimint bimorph mar a thugtar air, déanfar tonnta ultrasonaic a astú mar gheall ar chreathadh lúbthachta. Ina áit sin, nuair a chuirtear creathadh ultrasonaic i bhfeidhm ar an eilimint bimorph, gintear comhartha leictreach. Bunaithe ar na héifeachtaí thuas, is féidir criadóireacht piezoelectric a úsáid mar braiteoirí ultrasonaic.

Cosúil le trasducer ultrasonaic, tá vibrator ilchodach socraithe go solúbtha ar an mbonn. Is meascán de resonator agus vibrator eilimint bimorph é an vibrator ilchodach atá comhdhéanta de phláta miotail agus pláta ceirmeach piezoelectric. Tá an t-athshonator i gcruth trumpa, is é an cuspóir ná na tonnta ultrasonaic a ghintear trí chreathadh a radaíocht go héifeachtach, agus na dtonnta ultrasonaic a dhíriú go héifeachtach ar an gcuid is tábhachtaí den vibrator.

Ní mór go mbeadh séalaithe maith ag trasducer ultrasonaic le húsáid lasmuigh chun cur isteach drúcht, báisteach agus deannach a chosc. Tá criadóireacht piezoelectric socraithe ar an taobh istigh de bharr an bhosca miotail. Tá an bonn socraithe go dtí deireadh oscailte an bhosca agus clúdaithe le roisín. Maidir le braiteoirí ultrasonaic a úsáidtear i robots tionsclaíocha, tá gá le tiús 1mm a bhaint amach, agus tá radaíocht ultrasonaic láidir aige.

Tá sé dodhéanta é seo a bhaint amach ag minicíochtaí níos airde ná 70kHz trí úsáid a bhaint as tonnchrith lúbthachta de ghnáth-chreathadh eilimint dhémhorfa. Dá bhrí sin, i mbrath ard-minicíochta, ní mór criadóireacht piezoelectric le modh creathadh tiús ingearach a úsáid. Sa chás seo, éiríonn an-tábhachtach meaitseáil impedance fuaimiúil criadóireacht piezoelectric agus aer. Is é 2.6×107kg/m2s impedance fuaimiúil na criadóireachta piezoelectric, agus is é 4.3×102kg/m2s impedance fuaimiúil an aeir. Mar thoradh ar dhifríochtaí cumhachtaí de 5 tá caillteanais shuntasacha ag an dromchla radaithe creathadh piezoceramic. Feidhmíonn ábhar speisialta a chloítear leis an gceirmeach piezoelectric mar chiseal meaitseála fuaimiúil, ag meaitseáil impedance fuaimiúil an aeir. Is féidir leis an struchtúr seo a chumasú don braiteoir ultrasonaic oibriú de ghnáth fiú nuair a bhíonn an minicíocht chomh hard leis na céadta kHz.