Häufige Anwendungen von Ultraschallwandlern

Die Funktion des Ultraschallwandlers besteht darin, die eingegebene elektrische Leistung in mechanische Leistung (dh Ultraschallwellen) umzuwandeln und sie dann zu übertragen, während ein kleiner Teil der Leistung selbst verbraucht wird.

Ultraschallwandler sind weit verbreitet und werden je nach Anwendungsindustrie in Industrie, Landwirtschaft, Transport, Leben, medizinische Versorgung und Militär unterteilt. Entsprechend den realisierten Funktionen ist es unterteilt in Ultraschallverarbeitung, Ultraschallreinigung, Ultraschallerkennung, Erkennung, Überwachung, Telemetrie, Fernbedienung usw.; Je nach Arbeitsumgebung wird es in Flüssigkeit, Gas, lebender Körper usw. unterteilt. Je nach Natur ist es in Leistungsultraschall, Detektionsultraschall, Ultraschallbildgebung usw. unterteilt.

1. Piezoelektrischer Keramiktransformator

Piezoelektrische Keramiktransformatoren nutzen den piezoelektrischen Effekt des piezoelektrischen Körpers nach der Polarisation, um eine Spannungsabgabe zu erreichen. Der Eingangsteil wird von einem sinusförmigen Spannungssignal angetrieben und vibriert durch den inversen piezoelektrischen Effekt. Die Schwingungswelle ist mechanisch mit dem Ausgangsteil durch die Eingangs- und Ausgangsteile gekoppelt, und der Ausgangsteil erzeugt elektrische Ladung durch den positiven piezoelektrischen Effekt, um die elektrische Energie des piezoelektrischen Körpers zu realisieren. - Zwei Umwandlungen mechanischer Energie-elektrischer Energie, um die höchste Ausgangsspannung bei der Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Transformators zu erhalten. Im Vergleich zu elektromagnetischen Transformatoren hat dies die Vorteile von geringer Größe, geringem Gewicht, hoher Leistungsdichte, hohem Wirkungsgrad, Durchschlagsfestigkeit, hoher Temperaturbeständigkeit, keine Angst vor Verbrennung, keine elektromagnetischen Störungen und elektromagnetisches Rauschen, und einfache Struktur, einfach zu machen, einfach zu massenproduzieren, in einigen Bereichen werden ideale Ersatzkomponenten für elektromagnetische Transformatoren und andere Vorteile. Solche Transformatoren werden in Schaltwandlern, Notebooks, Neonlampentreibern und mehr verwendet.

2. Ultraschallmotor

Der Ultraschallmotor verwendet den Stator als Wandler, nutzt den inversen piezoelektrischen Effekt des piezoelektrischen Kristalls, um den Motorstator mit der Ultraschallfrequenz vibrieren zu lassen, und überträgt dann Energie durch die Reibung zwischen dem Stator und dem Rotor, um den Rotor zum Drehen anzutreiben. Ultraschallmotoren haben eine geringe Größe, ein großes Drehmoment, eine hohe Auflösung, eine einfache Struktur, einen Direktantrieb, keinen Bremsmechanismus und keinen Lagermechanismus. Diese Vorteile sind vorteilhaft für die Miniaturisierung des Gerätes. Ultraschallmotoren werden häufig in optischen Instrumenten, Lasern, Halbleitermikroelektronik, Präzisionsmaschinen und -instrumenten, Robotik, Medizin und Bioengineering eingesetzt.

3. Ultraschallreinigung

Der Mechanismus der Ultraschallreinigung besteht darin, die physikalischen Auswirkungen von Kavitation, Strahlungsdruck, Schallfluss usw. zu nutzen, wenn sich die Ultraschallwelle in der Reinigungslösung ausbreitet, um den Schmutz auf den Reinigungsteilen mechanisch abzuziehen und gleichzeitig die chemische Bildung zwischen der Reinigungslösung und dem Schmutz zu fördern. Reaktion, um den Zweck der Reinigung des Objekts zu erreichen. Die von der Ultraschallreinigungsmaschine verwendete Frequenz kann je nach Größe und Zweck des Reinigungsobjekts von 10 bis 500 kHz gewählt werden, im Allgemeinen 20 bis 50 kHz. Mit der Erhöhung der Ultraschallwandlerfrequenz können Langevin-Oszillator, Längsoszillator, Dickenoszillator usw. verwendet werden. In Bezug auf die Miniaturisierung gibt es auch radiale Schwingungen und Biegeschwingungen des Wafervibrators. Ultraschallreinigung wird zunehmend in verschiedenen Branchen, Landwirtschaft, Haushaltsgeräten, Elektronik, Automobil, Gummi, Druck, Flugzeugen, Lebensmitteln, Krankenhäusern und der medizinischen Forschung eingesetzt.

4. Ultraschallschweißen

Das Ultraschallschweißen kann in zwei Kategorien unterteilt werden: Ultraschall-Metallschweißen und Ultraschall-Kunststoffschweißen. Unter ihnen ist die Ultraschall-Kunststoffschweißtechnologie weit verbreitet. Es nutzt die vom Wandler erzeugte Ultraschallschwingung, um die Ultraschall-Schwingungsenergie durch die obere Schweißnaht auf den Schweißbereich zu übertragen. Aufgrund der großen akustischen Beständigkeit im Schweißbereich, dh der Verbindung der beiden Schweißteile, wird eine lokale hohe Temperatur erzeugt, um den Kunststoff zu schmelzen, und die Schweißarbeiten werden unter Einwirkung von Anpressdruck abgeschlossen. Ultraschall-Kunststoffschweißen kann das Schweißen von Teilen erleichtern, die nicht mit anderen Schweißverfahren geschweißt werden können. Darüber hinaus spart es auch die teure Formgebühr von Kunststoffprodukten, verkürzt die Verarbeitungszeit, verbessert die Produktionseffizienz und hat die Eigenschaften von Wirtschaftlichkeit, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit.

5. Ultraschallverarbeitung

Das Feinschleifmittel wird zusammen mit dem Ultraschallbearbeitungswerkzeug mit einem bestimmten statischen Druck auf das Werkstück aufgetragen, und es kann die gleiche Form wie das Werkzeug bearbeitet werden. Während der Verarbeitung muss der Wandler eine Amplitude von 15 bis 40 μm bei einer Frequenz von 15 bis 40 kHz erzeugen. Das Ultraschallwerkzeug lässt das Schleifmittel auf der Oberfläche des Werkstücks kontinuierlich mit einer beträchtlichen Aufprallkraft aufprallen, zerstört den Ultraschallstrahlungsteil und bricht das Material, um den Zweck der Entfernung des Materials zu erreichen. Die Ultraschallverarbeitung wird hauptsächlich bei der Verarbeitung von spröden und harten Materialien wie Edelsteinen, Jade, Marmor, Achat und Hartmetall sowie bei der Bearbeitung von speziell geformten Löchern und feinen und tiefen Löchern eingesetzt. Darüber hinaus kann das Hinzufügen von Ultraschallwandlern zu gewöhnlichen Schneidwerkzeugen auch eine Rolle bei der Verbesserung der Genauigkeit und Effizienz spielen.

6. Ultraschall-Gewichtsverlust

Unter Verwendung des Kavitationseffekts und der mikromechanischen Vibration des Ultraschallwandlers werden die überschüssigen Fettzellen unter der menschlichen Epidermis gebrochen, emulgiert und aus dem Körper ausgeschieden, um den Zweck des Abnehmens und der Formgebung zu erreichen. Dies ist eine neue Technologie, die in den 1990er Jahren international entwickelt wurde. Das italienische Unternehmen Zocchi verwendete zum ersten Mal Ultraschall-Fettentfernung im Bett und erzielte Erfolge, wodurch ein Präzedenzfall für plastische Chirurgie und Schönheit geschaffen wurde. Die Ultraschall-Fettentfernungstechnologie hat sich im In- und Ausland rasant entwickelt.

7. Ultraschallzucht

Eine angemessene Häufigkeit und Intensität der Ultraschallbestrahlung auf Pflanzensamen kann die Keimrate von Samen verbessern, die Schimmelfäulerate reduzieren, das Wachstum von Samen fördern und die Wachstumsrate von Pflanzen verbessern. Den Informationen zufolge kann Ultraschall die Wachstumsrate einiger Pflanzensamen um das 2- bis 3-fache erhöhen.

8. Elektronisches Blutdruckmessgerät

Der Ultraschallwandler wird verwendet, um den Druck des Blutgefäßes zu empfangen. Wenn der Ballon komprimiert und gegen das Blutgefäß gedrückt wird, kann der Ultraschallwandler den Druck des Blutgefäßes nicht spüren, da der angelegte Druck höher ist als der Vasodilatationsdruck. Wenn der Druck des Blutgefäßes auf einen bestimmten Wert sinkt, erreicht der Druck der beiden ein Gleichgewicht. Zu diesem Zeitpunkt kann der Ultraschallwandler den Druck des Blutgefäßes spüren, der der systolische Druck des Herzens ist. Blutdruckwert. Das elektronische Blutdruckmessgerät kann die Arbeitsintensität des medizinischen Personals aufgrund der Aufhebung des Stethoskops reduzieren.

9. Telemetrie und Fernbedienung

In toxischen, radioaktiven und anderen rauen Umgebungen können die Menschen nicht in der Nähe davon arbeiten und müssen ferngesteuert werden. Elektrische Schalter wie Fernseher, Lüfter und Leuchten benötigen eine Fernbedienung, und Ultraschallwandler können installiert werden, um Ultraschallwellen von einem entfernten Standort zu übertragen. Der Empfangswandler am Steuerungssystem wandelt das akustische Signal in ein elektrisches Signal um, um den Schalter zum Handeln zu bringen.

10. Verkehrsüberwachung

Im modernen Verkehr ist es sehr wichtig, das Überholen und Zählen von Fahrzeugen automatisch zu überwachen, um den Betrieb von Fahrzeugen zu erfassen. Zum Beispiel installiert die Verkehrsüberwachungsstation einen Ultraschallwandler und seine Zusatzausrüstung sowohl für den Transceiver als auch für die Übertragung. Wenn das Fahrzeug durchfährt, kehrt ein akustischer Impuls zurück, und die Anzahl der täglichen Fahrzeuge kann durch Zählen und Akkumulieren ermittelt werden. Ein Zweizweckwandler ist am Heck des Fahrzeugs installiert, um Kollisionsunfälle zu verhindern. Die Installation eines piezoelektrischen Ultraschallwandlers auf einer Straße kann auch die Geräuschzahl überwachen.

11. Rangieren

Ultraschall-Entfernungsmesser wird auch als Klanglineal bezeichnet. Es misst das Pulszeitintervall durch einen Dual-Purpose-Wandler. Das Schalllineal kann die Entfernung innerhalb von 10 m messen, und die Genauigkeit kann mehrere Tausendstel erreichen.

12. Lecksuche und Gasdetektion

Für das Drucksystem wird das Strahlgeräusch am Leck durch die Druckdifferenz zwischen der Innen- und Außenseite des Druckbehälters verursacht. Dieses Rauschspektrum ist extrem breit. Bei drucklosen Systemen kann eine Ultraschallquelle innerhalb des geschlossenen Systems platziert und von außerhalb des geschlossenen Systems empfangen werden. Im Allgemeinen ist die gemessene Signalamplitude, wenn keine Leckage vorliegt, sehr klein oder nein, und die Signalamplitude neigt dazu, am Leckagepunkt plötzlich zuzunehmen. Die Gasflusserkennung ist auch in der chemischen Industrie eines der wichtigsten Mittel. Es gibt verschiedene Verstärkungen für die Strömungserkennung, wie Rotameter und so weiter. Der Hauptvorteil der Verwendung eines Ultraschallwandlers besteht jedoch darin, dass er den Durchfluss der Flüssigkeit nicht behindert.

13. Sammlung von Informationen

Um Funktionen wie freies Gehen im Weltraum und das Erkennen von Objekten zu realisieren, müssen intelligente Roboter nicht nur Ultraschallwandler verwenden, um die Entfernung zu messen und die Blinden zu führen, sondern auch die Bilderkennung. Daher sind kleine Ultraschallwandler-Arrays erforderlich, um mehrere Funktionen zu erreichen, und dieser Aspekt wird zu einem wichtigen Forschungsthema werden, das viele Wissenschaftler dazu bringt, sich darum zu bemühen.