Тхе електромеханички претварач је уређај који се користи за претварање или електричног сигнала у звучне таласе или звучног таласа у електрични сигнал. Ови претварачи су свестранији и садрже магнетостриктивне и пиезоелектричне уређаје. Тренутно за енергетске ултразвучне апликације, постоје два основна дизајна претварача који се користе магнетостриктивни и пиезоелектрични. А пиезоелектрични претварач користи својство пиезоелектричног материјала за претварање енергије из електричне у механичку. Магнетостриктивни претварач користи својство магнетостриктивног материјала за претварање енергије у механичку енергију унутар магнетног поља. Овде се магнетно поље обезбеђује кроз калем жице који је прекривен око магнетостриктивног материјала. Дакле, овај чланак разматра преглед а магнетостриктивни претварач – рад и његове примене.

Шта је магнетостриктивни претварач?

Уређај који се користи за промену енергије из механичке у магнетну познат је као магнетостриктивни претварач. Тхе принцип рада магнетостриктивног претварача користи врсту магнетног материјала где ће примењено осцилирајуће магнетно поље стиснути атоми материјала, ствара периодичне промене унутар дужине материјала и производи механичку вибрацију високе фреквенције. Ови типови претварача се углавном користе у нижим фреквентним опсезима и веома су чести у ултразвучној машинској обради и апликацијама за ултразвучне чистаче.

Магнетострицтиве Трансдуцер

Шематски дијаграм магнетостриктивног претварача

Рад магнетостриктивног претварача може се описати коришћењем следећег шематског дијаграма. Овај дијаграм објашњава количину деформације произведене од нулте до потпуне магнетизације. Ово је подељено на дискретне механичке и магнетне атрибуте који су постављени у њиховом утицају на магнетну индукцију и магнетостриктивно напрезање језгра.

Шема магнетостриктивног претварача

У првом случају, слика ц показује када магнетно поље није примењено на материјал, тада ће промена у дужини такође бити нула са произведеном магнетном индукцијом. Количина магнетног поља (Х) се повећава до својих граница засићења (±Хсат). Ово повећава аксијално напрезање до „есат“. Поред тога, вредност магнетизације ће се повећати на вредност +Бсат приказану на слици-е или ће се смањити на –Бсат приказану на слици.

Када је вредност „Хс“ на максималној тачки, тада се може постићи магнетна индукција и највеће засићење деформације. Дакле, у овом тренутку, ако покушамо да повећамо вредност поља, онда то неће променити вредност магнетизације или поље уређаја. Дакле, када вредност поља дође до засићења, тада ће се вредности напрезања и магнетне индукције повећати и померити од спољашњости централне фигуре.

У другом случају, када се вредност 'Хс' држи фиксном и ако повећамо количину силе на магнетостриктивни материјал, тада ће притисак на притисак унутар материјала порасти на обрнуту страну са смањењем вредности аксијалног напрезања и аксијалне магнетизације . На слици-ц, нема доступних линија флукса због нулте магнетизације, док на слици. б & фигура. д има линије магнетног флукса много мање величине на основу поравнања магнетног домена у магнетостриктивном драјверу. Слика-а има линије флукса али ће њихов ток бити у обрнутом смеру.

Фигура. ф приказује линије флукса на основу примењеног 'Хс' поља и распореда магнетног домена. Овде се произведене линије флукса мере по принципу Холовог ефекта. Дакле, ова вредност ће бити пропорционална сили или улазном напрезању.

Типови магнетостриктивних претварача

Постоје две врсте магнетостриктивних претварача; спонтана магнетострикција и магнетострикција изазвана пољем.

Спонтана магнетострикција

Спонтана магнетострикција настаје услед магнетног уређења атомских момената под Киријевом температуром. Ова врста магнетострикције се користи у легури на бази НиФе која се зове инвар и показује нулти топлотни пораст до своје кирије температуре.

Магнетизација засићења материјала опада при загревању на Киријеву температуру због смањења унутар количине распореда атомских магнетних момената. Када се овај распоред и магнетизација засићења смање, проширење запремине се такође смањује кроз спонтану магнетострикцију и контракције материјала.

“како ради мрежна картица ”

У случају инвара, ова контракција због спонтаног губитка магнетострикције је еквивалентна ширењу узрокованом уобичајеним методама термичке вибрације и стога ће материјал показати да нема промене у димензијама. Али преко Киријеве температуре обично долази до топлотног ширења и више нема никаквог магнетног реда.

Магнетострикција изазвана пољем

Магнетострикција изазвана пољем се углавном јавља углавном због распореда магнетног домена на примењеном пољу. Терфенол материјал показује највећу корисну магнетострикцију, која је мешавина Тб, Фе и Ди. Терфенол материјал се користи за сензоре положаја, сензоре поља, механичке актуаторе и звучнике.

Магнетостриктивни сензори (или) оптерећења једноставно раде кроз чињеницу да кад год магнетостриктивни материјал доживи напрезање, магнетизација материјала ће се променити. Терфенол актуатори обично укључују Терфенол шипку која је постављена под компресијом да распореди магнетне домене на дужину шипке управно. Око Терфенол штапа се користи калем, на штап се наноси поље да поравна домене кроз његову дужину.

Разлика између магнетостриктивног и пиезоелектричног претварача

Разлика између магнетостриктивног и пиезоелектричног претварача укључује следеће.

Магнетострицтиве Трансдуцер	Пиезоелецтриц Трансдуцер
Магнетострикциони претварач је уређај који се користи за претварање енергије из механичке у магнетну енергију и обрнуто.	Пиезоелектрични сензор је уређај који се користи за мерење промена у оквиру убрзања, притиска, температуре, силе или напрезања тако што их мења у електрични набој.
Магнетостриктивни претварач укључује велики број никлованих плоча или ламинација. “полупроводник п типа н ”	Пиезоелектрични претварач укључује један или двоструки дебео пиезоелектрични керамички диск од материјала обично ПЗТ (оловни цирконат титанат).
Концепт овога је промена димензије или облика магнетног материјала након магнетизације.	Концепт овога је акумулација електричног набоја применом механичког притиска.
Овај претварач је мање осетљив у поређењу са пиезоелектричним претварачем због деловања магнетног поља Земље.	Овај претварач је осетљивији.
Овај претварач користи својство магнетостриктивног материјала.	Овај претварач користи својство пиезоелектричног материјала.
Узорак потеза је елиптичан.	Узорак потеза је линеаран.
Фреквенцијски опсег је од 20 до 40 кХз.	Фреквенцијски опсег је од 29 до 50 кХз.
Активна површина врха је 2,3 мм до 3,5 мм.	Активна површина врха је 4,3 мм на основу фреквенције.

Како одабрати магнетостриктивни претварач?

Избор магнетостриктивног претварача може се обавити на основу доле наведених спецификација.

Овај претварач мора да користи врсту магнетног материјала тако да може да интерагује и може веома прецизно да мапира растојања.
Претварач мора да омогући мерења без контакта и хабања.
Његов опсег мора бити од 50 до 2500 мм.
Његова максимална резолуција треба да буде приближно 2 µм.
Максимална линеарност мора бити ±0,01 %.
Брзина померања треба да буде мања од 10 м/с.
Аналогни излаз је 0 до 10 В, 4 до 20 мА.
24 ВДЦ ±20 % Напон напајања
ИП67 Класа заштите
Радна температура мора да се креће од -30..+75 °Ц.

Предности и мане

Тхе предности магнетостриктивног претварача укључи следеће.

Ови претварачи су поуздани, не захтевају одржавање, значајно смањују могућност оперативних грешака и застоја машине
Магнетостриктивни претварачи немају контактне делове, тако да имају дужи век.
Они су прецизнији у поређењу са претварачима са фиксним контактом.
Имају добру осетљивост, дуготрајну инспекцију, издржљивост, лаку имплементацију итд.

Тхе недостаци магнетостриктивног претварача укључи следеће.

Магнетостриктивни претварачи су скупи.
Магнетостриктивни претварач има ограничења физичке величине, тако да је ограничен да ради на фреквенцијама испод 30 кХз приближно.

Апликације

Тхе примена магнетостриктивног претварача укључи следеће.

За мерење положаја користи се магнетостриктивни претварач.
Овај претварач игра кључну улогу у претварању механичке енергије у магнетну.
Раније је овај уређај коришћен у различитим апликацијама које укључују мераче обртног момента, хидрофоне, уређаје за скенирање сонара, телефонске пријемнике итд.
Тренутно се користи за израду различитих уређаја као што су линеарни мотори велике силе, системи за контролу буке или активних вибрација, медицински и индустријски ултразвучни, позиционери за адаптивну оптику, пумпе итд.
Ови претварачи су углавном развијени за израду хируршких алата, хемијске обраде, обраде материјала и подводног сонара.
Магнетостриктивни претварачи се користе за мерење обртног момента који развијају ротационе осовине унутар покретних делова машина.
Ова апликација за претварач је подељена на два режима; подразумевајући Џулов ефекат, а други је Виллари ефекат. Када се енергија из магнетне претвори у механичку, онда се користи за производњу силе у случају актуатора и може се користити за детекцију магнетног поља у случају сензора. Ако се енергија из механичке у магнетну промени онда се користи за детекцију кретања или силе.

Дакле, ово је преглед магнетостриктивног претварача. Овај претварач се такође назива магнето-еластични претварач. Ови претварачи поседују изузетно високу механичку улазну импедансу и погодни су за мерење великих статичких и динамичких сила, убрзања и притиска. Они су јаки у конструкцијским карактеристикама и када се ови претварачи користе као активни претварачи, излазна импеданса ће бити ниска. Ево питања за вас, шта је Магнетострикција Феномен?