การใช้งานทั่วไปของตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิก

ฟังก์ชั่นของตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกคือการแปลงพลังงานไฟฟ้าอินพุตเป็นพลังงานกล (เช่นคลื่นอัลตราโซนิค) แล้วส่งออกไปในขณะที่ใช้พลังงานส่วนเล็ก ๆ ของพลังงานเอง

ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกมีการใช้กันอย่างแพร่หลายและพวกเขาจะแบ่งออกเป็นอุตสาหกรรม, การเกษตร, การขนส่ง, ชีวิต, การดูแลทางการแพทย์และการทหารตามอุตสาหกรรมการใช้งาน ตามฟังก์ชั่นที่รับรู้จะแบ่งออกเป็นการประมวลผลอัลตราโซนิก, การทําความสะอาดอัลตราโซนิก, การตรวจจับอัลตราโซนิก, การตรวจจับ, การตรวจสอบ, telemetry, การควบคุมระยะไกล ฯลฯ ; ตามสภาพแวดล้อมการทํางานจะแบ่งออกเป็นของเหลวก๊าซร่างกายที่มีชีวิต ฯลฯ ; ตามธรรมชาติจะแบ่งออกเป็นอัลตราโซนิกพลังงาน, อัลตราโซนิกการตรวจสอบ, การถ่ายภาพอัลตราโซนิก, การถ่ายภาพอัลตราโซนิก, ฯลฯ .

1. หม้อแปลงเซรามิกเพียโซอิเล็กทริก

หม้อแปลงเซรามิก Piezoelectric ใช้เอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกของร่างกายเพียโซอิเล็กทริกหลังจากโพลาไรเซชันเพื่อให้ได้เอาต์พุตแรงดันไฟฟ้า ส่วนอินพุตขับเคลื่อนด้วยสัญญาณแรงดันไฟฟ้าไซน์และสั่นสะเทือนผ่านเอฟเฟกต์ piezoelectric ผกผัน คลื่นสั่นสะเทือนถูกเชื่อมต่อด้วยกลไกกับส่วนที่ส่งออกผ่านชิ้นส่วนอินพุตและเอาต์พุตและส่วนที่ส่งออกจะสร้างประจุไฟฟ้าผ่านเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกเชิงบวกเพื่อให้เกิดพลังงานไฟฟ้าของร่างกายเพียโซอิเล็กทริก - การแปลงพลังงานกลและพลังงานไฟฟ้าสองครั้งเพื่อให้ได้แรงดันเอาต์พุตสูงสุดที่ความถี่เรโซแนนซ์ของหม้อแปลงเพียโซอิเล็กทริก เมื่อเทียบกับหม้อแปลงแม่เหล็กไฟฟ้านี้มีข้อดีของขนาดเล็กน้ําหนักเบาความหนาแน่นของพลังงานสูงประสิทธิภาพสูงทนต่อการพังทลายทนต่ออุณหภูมิสูงไม่กลัวการเผาไหม้ไม่มีการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าและเสียงแม่เหล็กไฟฟ้าและโครงสร้างที่เรียบง่ายง่ายต่อการผลิตมวลในบางพื้นที่กลายเป็นส่วนประกอบทดแทนที่เหมาะสําหรับหม้อแปลงแม่เหล็กไฟฟ้าและข้อดีอื่น ๆ หม้อแปลงดังกล่าวใช้ในการสลับตัวแปลงคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กไดรเวอร์หลอดไฟนีออนและอื่น ๆ

2. มอเตอร์อัลตราโซนิก

มอเตอร์อัลตราโซนิกใช้สเตเตอร์เป็นตัวแปลงสัญญาณใช้เอฟเฟกต์ piezoelectric ผกผันของคริสตัล piezoelectric เพื่อให้สเตเตอร์มอเตอร์สั่นสะเทือนที่ความถี่อัลตราโซนิกแล้วส่งพลังงานโดยแรงเสียดทานระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์เพื่อขับเคลื่อนโรเตอร์ให้หมุน มอเตอร์อัลตราโซนิกมีขนาดเล็กแรงบิดขนาดใหญ่ความละเอียดสูงโครงสร้างที่เรียบง่ายไดรฟ์โดยตรงไม่มีกลไกการเบรกและไม่มีกลไกแบริ่ง ข้อดีเหล่านี้เป็นประโยชน์ต่อการย่อขนาดของอุปกรณ์ มอเตอร์อัลตราโซนิกใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือทางแสง, เลเซอร์, ไมโครอิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์, เครื่องจักรและเครื่องมือที่มีความแม่นยํา, หุ่นยนต์, ยาและวิศวกรรมชีวภาพ

3. ทําความสะอาดอัลตราโซนิก

กลไกของการทําความสะอาดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงคือการใช้ผลกระทบทางกายภาพของการเกิดโพรงอากาศความดันรังสีการไหลของเสียง ฯลฯ เมื่อคลื่นอัลตราโซนิคแพร่กระจายในสารละลายทําความสะอาดเพื่อลอกสิ่งสกปรกบนชิ้นส่วนทําความสะอาดโดยอัตโนมัติและในเวลาเดียวกันก็สามารถส่งเสริมการสร้างสารเคมีระหว่างน้ํายาทําความสะอาดและสิ่งสกปรก ปฏิกิริยาเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการทําความสะอาดวัตถุ ความถี่ที่ใช้โดยเครื่องทําความสะอาดอัลตราโซนิกสามารถเลือกได้ตั้งแต่ 10 ถึง 500 kHz ตามขนาดและวัตถุประสงค์ของวัตถุทําความสะอาดโดยทั่วไป 20 ถึง 50 kHz ด้วยการเพิ่มความถี่ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิก, ออสซิลเลเตอร์ Langevin, ออสซิลเลเตอร์ตามยาว, ออสซิลเลเตอร์ความหนา ฯลฯ สามารถใช้ได้ ในแง่ของการย่อขนาดยังมีการสั่นสะเทือนในแนวรัศมีและการสั่นสะเทือนดัดของเครื่องสั่นเวเฟอร์ การทําความสะอาดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงถูกนํามาใช้มากขึ้นในอุตสาหกรรมต่าง ๆ การเกษตรอุปกรณ์ในครัวเรือนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ยางการพิมพ์เครื่องบินอาหารโรงพยาบาลและการวิจัยทางการแพทย์

4. การเชื่อมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การเชื่อมโลหะอัลตราโซนิกและการเชื่อมพลาสติกอัลตราโซนิก ในหมู่พวกเขาเทคโนโลยีการเชื่อมพลาสติกอัลตราโซนิกมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ใช้การสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกที่สร้างขึ้นโดยตัวแปลงสัญญาณเพื่อส่งพลังงานการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกไปยังพื้นที่เชื่อมผ่านการเชื่อมด้านบน เนื่องจากความต้านทานเสียงขนาดใหญ่ในพื้นที่เชื่อมนั่นคือจุดเชื่อมต่อของรอยเชื่อมทั้งสองจึงมีการสร้างอุณหภูมิสูงในท้องถิ่นเพื่อละลายพลาสติกและงานเชื่อมจะเสร็จสมบูรณ์ภายใต้การทํางานของแรงดันสัมผัส การเชื่อมพลาสติกอัลตราโซนิกสามารถอํานวยความสะดวกในการเชื่อมชิ้นส่วนที่ไม่สามารถเชื่อมด้วยวิธีการเชื่อมอื่น ๆ นอกจากนี้ยังช่วยประหยัดค่าธรรมเนียมแม่พิมพ์ที่มีราคาแพงของผลิตภัณฑ์พลาสติกลดระยะเวลาในการประมวลผลปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและมีลักษณะของเศรษฐกิจความเร็วและความน่าเชื่อถือ

5. การประมวลผลอัลตราโซนิก

สารกัดกร่อนละเอียดถูกนําไปใช้กับชิ้นงานที่มีแรงดันสถิตบางอย่างพร้อมกับเครื่องมือตัดเฉือนอัลตราโซนิกและรูปร่างเดียวกับเครื่องมือสามารถกลึงได้ ในระหว่างการประมวลผลตัวแปลงสัญญาณจําเป็นต้องสร้างแอมพลิจูด 15 ถึง 40 ไมครอนที่ความถี่ 15 ถึง 40 kHz เครื่องมืออัลตราโซนิกทําให้สารกัดกร่อนบนพื้นผิวของชิ้นงานได้รับผลกระทบอย่างต่อเนื่องด้วยแรงกระแทกจํานวนมากทําลายส่วนรังสีอัลตราโซนิกและทําลายวัสดุเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการลบวัสดุ การประมวลผลอัลตราโซนิกส่วนใหญ่จะใช้ในการประมวลผลของวัสดุเปราะและแข็งเช่นอัญมณีหยกหินอ่อนอาเกตและคาร์ไบด์ซีเมนต์เช่นเดียวกับการประมวลผลของหลุมรูปทรงพิเศษและหลุมที่ดีและลึก นอกจากนี้การเพิ่มทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกให้กับเครื่องมือตัดธรรมดายังสามารถมีบทบาทในการปรับปรุงความแม่นยําและประสิทธิภาพ

6. การลดน้ําหนักด้วยอัลตราโซนิก

การใช้ผล cavitation และการสั่นสะเทือนเชิงกลขนาดเล็กของตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกเซลล์ไขมันส่วนเกินภายใต้หนังกําพร้าของมนุษย์จะถูกหักอิมัลชันและปล่อยออกจากร่างกายเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการลดน้ําหนักและการสร้าง นี่เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่พัฒนาขึ้นในระดับสากลในปี 1990 Zocchi ของอิตาลีใช้การกําจัดไขมันอัลตราโซนิกเป็นครั้งแรกบนเตียงและประสบความสําเร็จสร้างแบบอย่างสําหรับการทําศัลยกรรมพลาสติกและความงาม เทคโนโลยีการกําจัดไขมันอัลตราโซนิกมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วทั้งในและต่างประเทศ

7. การผสมพันธุ์ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

ความถี่และความเข้มที่เหมาะสมของการฉายรังสีอัลตราโซนิกบนเมล็ดพืชสามารถปรับปรุงอัตราการงอกของเมล็ดลดอัตราการเน่าของเชื้อราส่งเสริมการเจริญเติบโตของเมล็ดและปรับปรุงอัตราการเจริญเติบโตของพืช ตามข้อมูลอัลตร้าซาวด์สามารถเพิ่มอัตราการเจริญเติบโตของเมล็ดพืชบางชนิดได้ 2 ถึง 3 เท่า

8. สฟิกโมมาโนมิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกใช้เพื่อรับความดันของหลอดเลือด เมื่อบอลลูนถูกบีบอัดและกดกับหลอดเลือดตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกไม่สามารถรู้สึกถึงความดันของหลอดเลือดได้เนื่องจากความดันที่ใช้สูงกว่าความดันการขยายตัวของหลอดเลือด เมื่อความดันของหลอดเลือดลดลงถึงค่าที่กําหนดความดันของทั้งสองจะถึงสมดุล ในเวลานี้ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกสามารถรู้สึกถึงความดันของหลอดเลือดซึ่งเป็นความดันซิสโตลิกของหัวใจ ค่าความดันโลหิต sphygmomanometer อิเล็กทรอนิกส์สามารถลดความเข้มของแรงงานของเจ้าหน้าที่ทางการแพทย์เนื่องจากการยกเลิกหูฟัง

9. การวัดและส่งข้อมูลทางไกลและการควบคุมระยะไกล

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นพิษกัมมันตภาพรังสีและความรุนแรงอื่น ๆ ผู้คนไม่สามารถทํางานใกล้กับมันได้และจําเป็นต้องควบคุมจากระยะไกล สวิตช์ไฟฟ้าเช่นโทรทัศน์พัดลมและไฟต้องการการควบคุมระยะไกลและสามารถติดตั้งทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกเพื่อส่งคลื่นอัลตราโซนิคจากสถานที่ห่างไกล ตัวแปลงสัญญาณรับสัญญาณบนระบบควบคุมจะแปลงสัญญาณอะคูสติกเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อให้สวิตช์ทํางาน

10. การตรวจสอบการจราจร

ในการจราจรสมัยใหม่มีความจําเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องตรวจสอบการผ่านและการนับยานพาหนะโดยอัตโนมัติเพื่อให้เข้าใจการทํางานของยานพาหนะ ตัวอย่างเช่นสถานีควบคุมการจราจรติดตั้งตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกและอุปกรณ์เสริมสําหรับทั้งตัวรับส่งสัญญาณและการส่ง เมื่อรถผ่านเข้ามาพัลส์อะคูสติกจะกลับมาและสามารถรับจํานวนยานพาหนะรายวันได้โดยการนับและสะสม มีการติดตั้งทรานสดิวเซอร์อเนกประสงค์สองทางที่ด้านหลังของรถเพื่อป้องกันอุบัติเหตุจากการชนกันย้อนกลับ การติดตั้งตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิก piezoelectric ที่ได้รับบนถนนยังสามารถตรวจสอบตัวเลขเสียงรบกวน

11. ช่วง

อุปกรณ์อัลตราโซนิกช่วงที่เรียกว่าไม้บรรทัดเสียง มันวัดช่วงเวลาของชีพจรผ่านตัวแปลงสัญญาณแบบสองวัตถุประสงค์ ไม้บรรทัดเสียงสามารถวัดระยะทางภายใน 10 เมตรและความแม่นยําสามารถเข้าถึงหลายพัน

12. การตรวจจับการรั่วไหลและการตรวจจับก๊าซ

สําหรับระบบความดันที่การรั่วไหลเสียงเจ็ทเกิดจากความแตกต่างของความดันระหว่างภายในและภายนอกของภาชนะรับความดัน สเปกตรัมเสียงนี้กว้างมาก สําหรับระบบที่ไม่ใช่แรงดันสามารถวางแหล่งอัลตราโซนิกภายในระบบปิดและรับจากภายนอกระบบปิด โดยทั่วไปแอมพลิจูดของสัญญาณที่วัดได้เมื่อไม่มีการรั่วไหลมีขนาดเล็กมากหรือไม่มีเลยและแอมพลิจูดของสัญญาณมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันที่จุดรั่วซึม การตรวจจับการไหลของก๊าซเป็นหนึ่งในวิธีการที่สําคัญในอุตสาหกรรมเคมี มีการขยายสัญญาณต่างๆสําหรับการตรวจจับการไหลเช่น rotameters และอื่น ๆ แต่ข้อได้เปรียบหลักของการใช้ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกคือมันไม่ได้ขัดขวางการไหลของของเหลว

13. การเก็บรวบรวมข้อมูล

เพื่อให้ตระหนักถึงฟังก์ชั่นเช่นการเดินฟรีในอวกาศและการจดจําวัตถุหุ่นยนต์อัจฉริยะไม่เพียง แต่ต้องใช้ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกเพื่อวัดระยะทางและนําทางคนตาบอด แต่ยังต้องจดจําภาพด้วย ดังนั้นอาร์เรย์ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกขนาดเล็กจะต้องบรรลุฟังก์ชั่นหลายอย่างและด้านนี้จะกลายเป็นหัวข้อการวิจัยที่สําคัญดึงดูดนักวิทยาศาสตร์จํานวนมากที่จะมุ่งมั่นสําหรับมัน