Області застосування ультразвукових перетворювачів

Ультразвукові перетворювачі широко використовуються, і вони поділяються на промисловість, сільське господарство, транспорт, побут, медичне обслуговування та військові відповідно до галузей застосування. За реалізованими функціями поділяється на ультразвукову обробку, ультразвукове очищення, ультразвукове виявлення, виявлення, моніторинг, телеметрію, дистанційне керування тощо; за робочим середовищем поділяється на рідину, газ, живе тіло тощо; За характером він поділяється на потужний ультразвуковий, ультразвуковий детектування, ультразвукове зображення тощо.

Ультразвуковий двигун

Ультразвуковий двигун використовує статор як перетворювач, використовує зворотний п'єзоелектричний ефект п'єзоелектричного кристала, щоб змусити статор двигуна вібрувати на ультразвуковій частоті, а потім передає енергію за рахунок тертя між статором і ротором, щоб привести ротор до обертання. Ультразвукові двигуни мають невеликий розмір, великий крутний момент, високу роздільну здатність, просту конструкцію, прямий привід, відсутній гальмівний механізм і несучий механізм. Ці переваги вигідні для мініатюризації пристрою. Ультразвукові двигуни широко використовуються в оптичних приладах, лазерах, напівпровідниковій мікроелектроніці, прецизійній техніці та приладах, робототехніці, медицині та біоінженерії.

Ультразвукове очищення

Механізм ультразвукового очищення полягає у використанні фізичних ефектів кавітації, радіаційного тиску, звукового потоку тощо, коли ультразвукова хвиля поширюється в очисному розчині, щоб механічно відшаровувати забруднення на деталях для очищення, і в той же час вона може сприяти утворенню хімічних речовин між миючим розчином і брудом. реакція на досягнення мети очищення об'єкта. Частоту, яку використовує машина для ультразвукового очищення, можна вибрати від 10 до 500 кГц відповідно до розміру та призначення очисного об’єкта, як правило, від 20 до 50 кГц. Зі збільшенням частоти ультразвукового перетворювача можна використовувати генератор Ланжевена, поздовжній осцилятор, генератор товщини тощо. З точки зору мініатюризації, існують також радіальні вібрації та згинальні вібрації пластинчастого вібратора. Ультразвукове очищення все ширше використовується в різних галузях промисловості, включаючи сільське господарство, побутове обладнання, електроніку, автомобільну, гумову, поліграфічну, авіаційну, харчову, лікарняні та медичні дослідження.

Ультразвукове зварювання

Ультразвукове зварювання можна розділити на дві категорії: ультразвукове зварювання металів і ультразвукове зварювання пластмас. Серед них широке застосування отримала технологія ультразвукового зварювання пластмас. Він використовує ультразвукову вібрацію, яку генерує перетворювач, для передачі енергії ультразвукової вібрації до зони зварювання через верхній зварний з’єднання. Через великий акустичний опір в зоні зварювання, тобто стику двох зварних швів, буде створюватися локальна висока температура для розплавлення пластмаси, і зварювальні роботи будуть завершені під дією контактного тиску. Ультразвукове зварювання пластмас може полегшити зварювання деталей, які неможливо зварити іншими методами зварювання. Крім того, це також заощаджує дорогу плату за виготовлення пластикових виробів, скорочує час обробки, покращує ефективність виробництва та має характеристики економічності, швидкості та надійності.

Ультразвукова обробка

Тонкий абразив наноситься на заготовку з певним статичним тиском разом з ультразвуковим обробним інструментом, і можна обробляти ту ж форму, що і інструмент. Під час обробки перетворювач повинен генерувати амплітуду від 15 до 40 мікрон на частоті від 15 до 40 кГц. Ультразвуковий інструмент змушує абразив на поверхні заготовки безперервно впливати зі значною силою удару, руйнуючи частину ультразвукового випромінювання та розбиваючи матеріал для досягнення мети видалення матеріалу. Ультразвукова обробка в основному використовується при обробці крихких і твердих матеріалів, таких як дорогоцінні камені, нефрит, мармур, агат і цементований карбід, а також для обробки отворів спеціальної форми та тонких і глибоких отворів. Крім того, додавання ультразвукових перетворювачів до звичайних ріжучих інструментів також може зіграти роль у підвищенні точності та ефективності.

УЗД для схуднення

Використовуючи ефект кавітації та мікромеханічну вібрацію ультразвукового датчика, надлишки жирових клітин під епідермісом людини розбиваються, емульгуються та виводяться з тіла, щоб досягти мети схуднення та формування форми. Це нова технологія, розроблена на міжнародному рівні в 1990-х роках. Зоккі з Італії вперше застосував ультразвукове видалення жиру в ліжку і досяг успіху, створивши прецедент пластичної хірургії та краси. Технологія ультразвукового видалення жиру швидко розвивалася в країні та за кордоном.

Ультразвукове розведення

Відповідна частота та інтенсивність ультразвукового опромінення насіння рослин може підвищити швидкість проростання насіння, зменшити швидкість пліснявої гнилі, сприяти росту насіння та покращити швидкість росту рослин. Згідно з інформацією, ультразвук може збільшити швидкість росту деяких насіння рослин у 2-3 рази.

Монітор артеріального тиску

Ультразвуковий датчик використовується для отримання тиску в кровоносній судині. Коли балон стискається і притискається до кровоносної судини, ультразвуковий датчик не може відчути тиск у кровоносній судині, оскільки прикладений тиск вище тиску розширення судин. Коли тиск у кровоносній судині знижується до певного значення, тиск обох досягає рівноваги. У цей час ультразвуковий датчик може відчути тиск кровоносної судини, що є систолічним тиском серця. значення артеріального тиску. Електронний сфігмоманометр може знизити трудомісткість медичного персоналу за рахунок скасування стетоскопа.

Телеметричний пульт дистанційного керування

У токсичних, радіоактивних та інших суворих середовищах люди не можуть працювати поблизу, і їм потрібно керувати дистанційно; електричні перемикачі, такі як телевізори, вентилятори та освітлення, потребують дистанційного керування, а ультразвукові перетворювачі можуть бути встановлені для передачі ультразвукових хвиль з віддаленого місця. Приймальний перетворювач на системі керування перетворює акустичний сигнал в електричний, щоб перемикач спрацював.

Моніторинг руху

У сучасному русі дуже необхідно автоматично контролювати проїзд та підрахунок транспортних засобів, щоб зрозуміти роботу транспортних засобів. Наприклад, станція нагляду за рухом встановлює ультразвуковий перетворювач і його допоміжне обладнання як для приймача, так і для передачі. Коли транспортний засіб проїжджає, повертається акустичний імпульс, і кількість транспортних засобів за день можна отримати шляхом підрахунку та накопичення. У задній частині автомобіля встановлено датчик подвійного призначення, щоб запобігти аварійним зіткненням. Встановлення приймального п’єзоелектричного ультразвукового перетворювача на дорозі також може контролювати показник шуму.

Дальність

Ультразвуковий прилад для визначення дальності також називають звуковою лінійкою. Він вимірює часовий інтервал імпульсу за допомогою перетворювача подвійного призначення. Звукова лінійка може вимірювати відстань в межах 10 м, а точність може досягати кількох тисячних.

Виявлення витоків та виявлення газу

Для системи тиску, на місці витоку, шум струменя викликається різницею тиску між внутрішньою і зовнішньою стороною посудини під тиском. Цей спектр шуму надзвичайно широкий. Для систем без тиску джерело ультразвуку може бути розміщене в закритій системі та отримане ззовні закритої системи. Як правило, амплітуда сигналу, виміряна, коли немає витоку, дуже мала або зовсім не має, і амплітуда сигналу має тенденцію раптово збільшуватися в точці витоку. Виявлення потоку газу також є одним із важливих засобів у хімічній промисловості. Існують різні підсилення для виявлення потоку, такі як ротаметри тощо. Але головна перевага використання ультразвукового перетворювача в тому, що він не перешкоджає потоку рідини.

Збір інформації

Щоб реалізувати такі функції, як вільна ходьба в просторі та розпізнавання об’єктів, розумним роботам потрібно не тільки використовувати ультразвукові датчики для вимірювання відстані та ведення сліпих, але й для розпізнавання зображень. Тому для виконання кількох функцій потрібні невеликі масиви ультразвукових перетворювачів, і цей аспект стане важливою темою дослідження, залучаючи багатьох вчених прагнути до цього.