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超聲波換能器類型:磁致伸縮與壓電換能器的比

時間:2021-05-28 瀏覽:
超聲波換能器類型:磁致伸縮與壓電換能器的比較
 
自創建超聲波設備以來,有兩種類型的換能器來產生過程所需的聲波:壓電和磁致伸縮。雖然它們的功能都足以使其在市場上占有一席之地,但每種超聲換能器都有其特點,因此使其更適合于特定任務。為了比較它們,必須研究它們的工作方式以及它們各自的特點。
 
工作原理
 
壓電技術使用鋯鈦酸鉛制成的具有特殊電性能的晶體。在換能器中,這種晶體材料在相對的面上附有兩條電線。然后將晶體和布線組裝在兩個金屬板之間的外殼中。當電流流過布線并進入晶體時,晶體會迅速改變形狀并膨脹。當電流終止時,晶體返回其原始形狀。使用該技術的超聲換能器以設定的頻率快速循環通過晶體的電流,從而產生共振效果。
 
 
 
壓電陶瓷換能器
磁致伸縮超聲換能器的工作原理是,富鐵金屬在受到磁場作用時會膨脹和收縮。為了利用這種行為,將富含鐵的金屬芯包裹在銅線中。然后將該組件包含在一個罐中。當電流通過銅線時,金屬芯會膨脹并延長。像壓電換能器一樣,設定頻率的電流會產生諧振效果。
 
 
 
磁致伸縮換能器
固定方式
 
使用粘合劑將壓電超聲換能器粘合到超聲清潔器外殼上。首次引入壓電技術時,這會產生問題,因為膠粘劑會變弱并最終失效。由于開發了可用于飛機行業的工程技術,該限制已不復存在。盡管重復使用,現代粘合劑仍不允許換能器附著。
 
磁致伸縮換能器的外殼直接焊接到超聲清洗器的儲罐上,提供牢固,幾乎不易斷裂的結合。
 
圖片
 
 
 
超聲波換能器頻率
 
超聲波清洗的理想狀態是在40kHz-70kHz的頻率下運行,但是該過程仍可以在25kHz-170kHz的寬范圍內進行。
 
磁致伸縮超聲換能器只能在高達30kHz的頻率下工作,這意味著其適用用途受到極大限制。在這種情況下,磁致伸縮換能器超聲清洗系統的最佳用途是用于大型機械,這些機械具有難以去除的污染物。該過程還必須不需要徹底清潔機械。在電鍍加工線上可以使用該應用程序的例子。
 
另一方面,壓電超聲換能器能夠在25kHz至170kHz的整個范圍內工作,從而使其用途極為多樣化。
 
能源消耗
 
磁致伸縮超聲換能器必須將電能轉換為磁能,然后使用它來產生機械能。整個過程會產生大量浪費的能量,通常以熱能的形式浪費掉。
 
壓電超聲換能器能夠一步將低壓電流轉換為機械能,從而使其效率很高。因此,在消耗相同數量的電能的情況下,壓電換能器可以執行更多的工作。
 
固有超聲換能器噪聲水平
 
當產生諧波頻率時,次諧波頻率通常會作為自然產物產生。大多數壓電換能器的工作頻率為40kHz或更高,這意味著產生的第一個次諧波為20kHz,超出了正常人的聽覺范圍。
 
磁致伸縮超聲換能器通常以30kHz或更低的頻率工作,產生可聽見的次諧波頻率。這些頻率聽起來與近距離聽到的高壓電氣或變壓器的嗡嗡聲相同。當將多個磁致伸縮換能器安裝在同一個超聲波清洗槽中時,噪音水平需要使用保護性的助聽器。
 
超聲波換能器預期壽命
 
壓電換能器首先使用石英晶體,隨著時間的流逝,石英晶體最終會失去強度。此后,工程師創造了可以通過特殊工藝進行預時效處理的半導體陶瓷材料,從而減少了組件組裝后的磨損量。
 
結合新型晶體化合物,它們的使用壽命與磁致伸縮換能器一樣長,而磁致伸縮換能器一直享有很長的使用壽命。
 
總結
 
盡管磁致伸縮技術在某些機械過程中具有理想的用途,但通常已顯示出壓電超聲換能器具有更好的性能和理想的質量。
 
 
 
 
 
公司介紹
 
 
 
     東莞鵬陽自動化設備有限公司是集自主研發,生產超聲波焊接機,超聲波點焊機,塑料焊接機超聲波模具等工業設備及各類塑料焊接設備的技術合作企業。
 
     本公司主要生產超聲波塑焊機,超聲波點焊機,塑料焊接機,超音波焊接機,口罩點焊機等一系列產品。公司另為需求客戶訂做大型非標塑膠熔接設備,振動摩擦焊接機以及各種自動化,產品用于玩具、電子、塑膠、汽車、通信、醫療等行業。如需了解更多,請關注東莞鵬陽超聲波焊接機官方網站!
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