從開發(fā)超聲波清洗系統(tǒng)中,只有兩種類型的超聲波換能器的曾經(jīng)被用于產(chǎn)生所需的氣蝕壓電和磁致伸縮的聲波。 既有效地工作,但是每個(gè)人都有一定的優(yōu)缺點(diǎn); 作為一個(gè)結(jié)果,設(shè)計(jì)者多年來一直在爭論哪種類型的優(yōu)選用于在使用超聲波清洗器 。 我們將看看如何每種類型的超聲波換能器的作品,每種類型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),然后讓你決定哪種類型最適合您的需要。
壓電和磁致伸縮換能器被用來生成在超聲波清洗系統(tǒng)的聲波。 Omegasonics比較每個(gè)類型的超聲波換能器。怎么每個(gè)超聲換能器廠這兩種類型的超聲波換能器的完全不同的方法來實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果的工作。 在壓電換能器,具有特殊的電氣性能晶體(原來是石英,今天它是一個(gè)現(xiàn)代化的陶瓷稱為鋯鈦酸鉛)與連接到晶振的相對面的電線連接。 晶體和電線容納兩塊金屬板之間。 當(dāng)電壓通過晶體通過,它改變形狀。 當(dāng)電力被取走時(shí),它返回到原來的形狀。 并且當(dāng)沒有電壓在給定頻率下,晶體和周圍的金屬外殼將產(chǎn)生共鳴。磁致伸縮換能器的原理是富含鐵的金屬(原來是鋼鐵,今天它的Terfenol-D)的膨脹和收縮時(shí),它們被放置在磁場中工作。使磁致伸縮換能器,許多薄板這種材料被堆疊起來并排做一個(gè)“核心”。銅線然后圓柱形卷繞芯,并且整個(gè)組件被放置在一個(gè)罐,具有頂部和底部板的罐接觸芯的端部。 因?yàn)殡娏Ξa(chǎn)生磁場,只要電流施加到線圈銅線,芯長的長度。 當(dāng)電流被關(guān)斷,芯恢復(fù)到其原來的形狀。 通過使用一個(gè)交變電流源向所述換能器提供動(dòng)力,它膨脹和收縮,從而導(dǎo)致在其中它容納共鳴罐。優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)相關(guān)的超聲波清洗附件的方法 -壓電換能器被連接到使用粘合劑的超聲波清潔器殼體,而磁致伸縮換能器通常被連接通過所述外殼焊接到罐中。 在早期,磁致伸縮傳感器有優(yōu)勢在這一領(lǐng)域,因?yàn)楝F(xiàn)有的膠粘劑不是很強(qiáng),壓電換能器將成為超脫。 然而,今天,與用于飛機(jī)發(fā)達(dá)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)的膠粘劑的出現(xiàn),所不同的是可以忽略的。換能器頻率 -對于大多數(shù)零件和污染物,超聲波清洗是最好的40和70千赫之間進(jìn)行,不過有些超聲波清洗機(jī)使用頻率低至25 kHz和高達(dá)170 kHz或更高。 最高的合理頻率可實(shí)現(xiàn)的在磁致伸縮換能器是大約30千赫,因?yàn)闉榱烁淖冎C振頻率,核心必須使短,并且系統(tǒng)最終會(huì)達(dá)到這樣的低質(zhì)量,沒有傳遞的振動(dòng)的發(fā)生的坦克。 壓電換能器是不局限于此限制,因此可以容納整個(gè)頻率范圍內(nèi)。 正因?yàn)槿绱耍胖律炜s換能器通常限于低頻超聲波清洗應(yīng)用中的部件是大和污染物是很難除去的,但不是必需的完全清洗。能源消耗 -壓電換能器轉(zhuǎn)換成低電壓電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能一步到位,使他們非常有效率。 磁致伸縮換能器將電能轉(zhuǎn)換為磁能,然后將機(jī)械能。 大量的能量在此過程中失去熱量的形式,并作為一個(gè)結(jié)果,這些換能器的效率較低。 這意味著用于超聲波清洗等量,壓電換能器將消耗更少功率固有噪聲電平 -由于大多數(shù)壓電換能器工作在40 kHz以上時(shí),第一子諧波頻率為20 kHz以上,這是超越人類可聽到的范圍內(nèi)。 磁致伸縮換能器在30 kHz或更低,這使所述第一子諧波在聽覺范圍的成人(20赫茲到20千赫)操作。 聲音是相同的由高張力電力線或變壓器發(fā)出的嗡嗡聲。 當(dāng)多個(gè)磁致伸縮換能器被安裝到相同的超聲波清洗槽,噪聲電平是這樣的聽力保護(hù)裝置通常是必需的。預(yù)期壽命 -當(dāng)壓電換能器首次設(shè)計(jì)(使用石英晶體),他們的實(shí)力會(huì)在一段時(shí)間脫落。 磁致伸縮傳感器卻沒有這樣的問題,其結(jié)果是所選擇的換能長時(shí)間在超聲波清洗系統(tǒng)。 后來,隨著工程師們開始開發(fā)壓電換能器所使用的半導(dǎo)體陶瓷材料,他們了解到,“老齡化”的材料將其轉(zhuǎn)換為壓電晶片之前淘汰99%的強(qiáng)度衰減。 因?yàn)檫@種做法,壓電換能器不會(huì)失去效用隨著年齡的增長,如他們曾經(jīng)和磁致伸縮傳感器失去了他們最大的優(yōu)勢。