Applicazioni comuni dei trasduttori ad ultrasuoni

La funzione del trasduttore ad ultrasuoni è quella di convertire la potenza elettrica in ingresso in energia meccanica (cioè onde ultrasoniche) e quindi trasmetterla, consumando una piccola parte della potenza stessa.

I trasduttori ad ultrasuoni sono ampiamente utilizzati e sono suddivisi in industria, agricoltura, trasporti, vita, cure mediche e militari in base alle industrie di applicazione. Secondo le funzioni realizzate, è diviso in elaborazione ad ultrasuoni, pulizia ad ultrasuoni, rilevamento ad ultrasuoni, rilevamento, monitoraggio, telemetria, telecomando, ecc.; secondo l'ambiente di lavoro, è diviso in liquido, gas, corpo vivente, ecc.; secondo la natura, è diviso in potenza ultrasonica, rilevamento ultrasonico, imaging ad ultrasuoni, ecc .

1. Trasformatore ceramico piezoelettrico

I trasformatori ceramici piezoelettrici utilizzano l'effetto piezoelettrico del corpo piezoelettrico dopo la polarizzazione per ottenere l'uscita di tensione. La parte di ingresso è guidata da un segnale di tensione sinusoidale e vibra attraverso l'effetto piezoelettrico inverso. L'onda di vibrazione è accoppiata meccanicamente alla parte di uscita attraverso le parti di ingresso e uscita, e la parte di uscita genera carica elettrica attraverso l'effetto piezoelettrico positivo per realizzare l'energia elettrica del corpo piezoelettrico. - Due trasformazioni di energia meccanica-energia elettrica per ottenere la massima tensione di uscita alla frequenza di risonanza del trasformatore piezoelettrico. Rispetto ai trasformatori elettromagnetici, questo ha i vantaggi di piccole dimensioni, peso leggero, alta densità di potenza, alta efficienza, resistenza alla rottura, resistenza alle alte temperature, non paura della combustione, nessuna interferenza elettromagnetica e rumore elettromagnetico e struttura semplice, facile da realizzare, facile da produrre in serie, in Alcune aree diventano componenti di sostituzione ideali per trasformatori elettromagnetici e altri vantaggi. Tali trasformatori sono utilizzati nei convertitori di commutazione, nei computer notebook, nei driver delle lampade al neon e altro ancora.

2. Motore ad ultrasuoni

Il motore ad ultrasuoni utilizza lo statore come trasduttore, utilizza l'effetto piezoelettrico inverso del cristallo piezoelettrico per far vibrare lo statore del motore alla frequenza ultrasonica e quindi trasmette energia dall'attrito tra lo statore e il rotore per guidare il rotore a ruotare. I motori ad ultrasuoni hanno dimensioni ridotte, coppia elevata, alta risoluzione, struttura semplice, azionamento diretto, nessun meccanismo di frenatura e nessun meccanismo di cuscinetto. Questi vantaggi sono vantaggiosi per la miniaturizzazione del dispositivo. I motori ad ultrasuoni sono ampiamente utilizzati in strumenti ottici, laser, microelettronica a semiconduttore, macchinari e strumenti di precisione, robotica, medicina e bioingegneria.

3. Pulizia ad ultrasuoni

Il meccanismo della pulizia ad ultrasuoni consiste nell'utilizzare gli effetti fisici della cavitazione, della pressione di radiazione, del flusso sonoro, ecc. Quando l'onda ultrasonica si propaga nella soluzione detergente, per staccare meccanicamente lo sporco sulle parti di pulizia e, allo stesso tempo, può promuovere la generazione chimica tra la soluzione detergente e lo sporco. reazione per raggiungere lo scopo di pulire l'oggetto. La frequenza utilizzata dalla macchina per la pulizia ad ultrasuoni può essere selezionata da 10 a 500 kHz in base alle dimensioni e allo scopo dell'oggetto di pulizia, generalmente da 20 a 50 kHz. Con l'aumento della frequenza del trasduttore ad ultrasuoni, è possibile utilizzare l'oscillatore Langevin, l'oscillatore longitudinale, l'oscillatore di spessore, ecc. In termini di miniaturizzazione, ci sono anche vibrazioni radiali e vibrazioni di flessione del vibratore wafer. La pulizia ad ultrasuoni è sempre più utilizzata in vari settori, agricoltura, attrezzature domestiche, elettronica, automotive, gomma, stampa, aerei, cibo, ospedali e ricerca medica.

4. Saldatura ad ultrasuoni

La saldatura ad ultrasuoni può essere suddivisa in due categorie: saldatura ad ultrasuoni di metalli e saldatura plastica ad ultrasuoni. Tra questi, la tecnologia di saldatura plastica ad ultrasuoni è stata ampiamente utilizzata. Utilizza la vibrazione ultrasonica generata dal trasduttore per trasmettere l'energia di vibrazione ultrasonica all'area di saldatura attraverso la saldatura superiore. A causa della grande resistenza acustica nell'area di saldatura, cioè la giunzione delle due saldature, verrà generata un'alta temperatura locale per fondere la plastica e il lavoro di saldatura sarà completato sotto l'azione della pressione di contatto. La saldatura plastica ad ultrasuoni può facilitare la saldatura di parti che non possono essere saldate con altri metodi di saldatura. Inoltre, consente anche di risparmiare la costosa tassa di stampaggio dei prodotti in plastica, riduce i tempi di lavorazione, migliora l'efficienza produttiva e ha le caratteristiche di economia, velocità e affidabilità.

5. Elaborazione ad ultrasuoni

L'abrasivo fine viene applicato al pezzo con una certa pressione statica insieme all'utensile di lavorazione ad ultrasuoni e la stessa forma dell'utensile può essere lavorata. Durante la lavorazione, il trasduttore deve generare un'ampiezza da 15 a 40 micron a una frequenza compresa tra 15 e 40 kHz. Lo strumento ad ultrasuoni fa sì che l'abrasivo sulla superficie del pezzo impatta continuamente con una notevole forza d'impatto, distruggendo la parte di radiazione ultrasonica e rompendo il materiale per raggiungere lo scopo di rimuovere il materiale. La lavorazione ad ultrasuoni viene utilizzata principalmente nella lavorazione di materiali fragili e duri come gemme, giada, marmo, agata e carburo cementato, nonché nella lavorazione di fori di forma speciale e fori fini e profondi. Inoltre, l'aggiunta di trasduttori ad ultrasuoni ai normali utensili da taglio può anche svolgere un ruolo nel migliorare la precisione e l'efficienza.

6. Perdita di peso ad ultrasuoni

Utilizzando l'effetto di cavitazione e la vibrazione micromeccanica del trasduttore ad ultrasuoni, le cellule adipose in eccesso sotto l'epidermide umana vengono rotte, emulsionate e scaricate dal corpo, in modo da raggiungere lo scopo di perdere peso e modellare. Questa è una nuova tecnologia sviluppata a livello internazionale nel 1990. L'italiana Zocchi ha utilizzato la rimozione del grasso ad ultrasuoni per la prima volta a letto e ha raggiunto il successo, creando un precedente per la chirurgia plastica e la bellezza. La tecnologia di rimozione del grasso ad ultrasuoni si è sviluppata rapidamente in patria e all'estero.

7. Allevamento ad ultrasuoni

La frequenza e l'intensità appropriate dell'irradiazione ultrasonica sui semi delle piante possono migliorare il tasso di germinazione dei semi, ridurre il tasso di marciume della muffa, promuovere la crescita dei semi e migliorare il tasso di crescita delle piante. Secondo le informazioni, gli ultrasuoni possono aumentare il tasso di crescita di alcuni semi di piante da 2 a 3 volte.

8. Sfigmomanometro elettronico

Il trasduttore ad ultrasuoni viene utilizzato per ricevere la pressione del vaso sanguigno. Quando il palloncino viene compresso e premuto contro il vaso sanguigno, il trasduttore ad ultrasuoni non può sentire la pressione del vaso sanguigno perché la pressione applicata è superiore alla pressione di vasodilatazione. Quando la pressione del vaso sanguigno diminuisce a un certo valore, la pressione dei due raggiunge un equilibrio. In questo momento, il trasduttore ad ultrasuoni può sentire la pressione del vaso sanguigno, che è la pressione sistolica del cuore. valore della pressione sanguigna. Lo sfigmomanometro elettronico può ridurre l'intensità del lavoro del personale medico a causa della cancellazione dello stetoscopio.

9. Telemetria e controllo remoto

In ambienti tossici, radioattivi e altri ambienti difficili, le persone non possono lavorare vicino ad esso e devono essere controllate a distanza; interruttori elettrici come televisori, ventilatori e luci richiedono un controllo remoto e i trasduttori ad ultrasuoni possono essere installati per trasmettere onde ultrasoniche da una posizione remota. Il trasduttore ricevente sul sistema di controllo converte il segnale acustico in un segnale elettrico per far agire l'interruttore.

10. Monitoraggio del traffico

Nel traffico moderno, è molto necessario monitorare automaticamente il passaggio e il conteggio dei veicoli per cogliere il funzionamento dei veicoli. Ad esempio, la stazione di supervisione del traffico installa un trasduttore ad ultrasuoni e le sue apparecchiature ausiliarie sia per il ricetrasmettitore che per la trasmissione. Quando il veicolo passa, ritorna un impulso acustico e il numero di veicoli giornalieri può essere ottenuto contando e accumulando. Un trasduttore a doppio scopo è installato nella parte posteriore dell'auto per prevenire incidenti di collisione inversa. L'installazione di un trasduttore ad ultrasuoni piezoelettrico ricevente su una strada può anche monitorare la figura del rumore.

11. Ranging

Il dispositivo di gamma ad ultrasuoni è anche chiamato righello del suono. Misura l'intervallo di tempo dell'impulso attraverso un trasduttore a doppio scopo. Il righello del suono può misurare la distanza entro 10 m e la precisione può raggiungere diversi millesimi.

12. Rilevamento di perdite e rilevamento di gas

Per il sistema di pressione, alla perdita, il rumore del getto è causato dalla differenza di pressione tra l'interno e l'esterno del recipiente a pressione. Questo spettro di rumore è estremamente ampio. Per i sistemi senza pressione, una sorgente ultrasonica può essere posizionata all'interno del sistema chiuso e ricevuta dall'esterno del sistema chiuso. Generalmente, l'ampiezza del segnale misurata quando non c'è perdita è molto piccola o assente, e l'ampiezza del segnale tende ad aumentare improvvisamente nel punto di perdita. Il rilevamento del flusso di gas è anche uno dei mezzi importanti nell'industria chimica. Esistono varie amplificazioni per il rilevamento del flusso, come i rotametri e così via. Ma il vantaggio principale dell'utilizzo di un trasduttore ad ultrasuoni è che non ostacola il flusso del fluido.

13. Raccolta di informazioni

Per realizzare funzioni come camminare liberamente nello spazio e riconoscere gli oggetti, i robot intelligenti non solo devono utilizzare trasduttori ad ultrasuoni per misurare la distanza e guidare i non vedenti, ma hanno anche bisogno di riconoscere le immagini. Pertanto, sono necessari piccoli array di trasduttori ad ultrasuoni per ottenere molteplici funzioni e questo aspetto diventerà un importante argomento di ricerca, attirando molti scienziati a lottare per questo.