Ультразвуковой пьезоэлемент. Ультразвуковые пьезоэлементы: принцип работы, применение в медицине и промышленности

Как работают ультразвуковые пьезоэлементы. Где применяются пьезоэлементы в медицине и промышленности. Какие преимущества дает использование пьезоэлементов в ультразвуковой диагностике и терапии.

Принцип работы ультразвуковых пьезоэлементов

Ультразвуковые пьезоэлементы основаны на пьезоэлектрическом эффекте — способности некоторых материалов генерировать электрический заряд при механической деформации и наоборот. Как это работает?

• При подаче переменного электрического напряжения пьезоэлемент начинает колебаться с высокой частотой
• Эти колебания создают ультразвуковые волны в окружающей среде
• При обратном процессе ультразвуковые волны вызывают колебания пьезоэлемента, которые преобразуются в электрический сигнал

Таким образом, пьезоэлемент может работать и как излучатель, и как приемник ультразвука. Это свойство широко используется в различных ультразвуковых устройствах.

Применение ультразвуковых пьезоэлементов в медицине

В медицине ультразвуковые пьезоэлементы нашли широкое применение благодаря своим уникальным свойствам. Где они используются?

Ультразвуковая диагностика

Ультразвуковые датчики с пьезоэлементами позволяют получать изображения внутренних органов без вредного излучения. Как это происходит?

1. Датчик излучает ультразвуковые волны
2. Волны отражаются от тканей и органов
3. Отраженные волны принимаются датчиком
4. Сигналы преобразуются в изображение на экране

Это дает возможность безопасно исследовать внутренние органы, в том числе у беременных женщин.

Ультразвуковая терапия

Лечебное воздействие ультразвука также основано на применении пьезоэлементов. Какие эффекты дает ультразвуковая терапия?

• Улучшение микроциркуляции крови
• Противовоспалительное действие
• Обезболивающий эффект
• Ускорение регенерации тканей

Это позволяет эффективно лечить многие заболевания опорно-двигательного аппарата, нервной системы и других органов.

Использование ультразвуковых пьезоэлементов в промышленности

Промышленное применение ультразвуковых пьезоэлементов также очень разнообразно. Где они используются чаще всего?

Ультразвуковая очистка

Ультразвуковые ванны с пьезоэлементами позволяют эффективно очищать детали сложной формы. Как происходит процесс очистки?

1. Деталь погружается в жидкость
2. Пьезоэлементы создают ультразвуковые колебания
3. В жидкости образуются микропузырьки
4. При схлопывании пузырьков происходит очистка поверхности

Это обеспечивает качественную очистку в труднодоступных местах без применения агрессивных химических веществ.

Ультразвуковая сварка пластмасс

Сварка пластмасс с помощью ультразвука имеет ряд преимуществ перед другими методами. Какие это преимущества?

• Высокая скорость сварки
• Отсутствие расходных материалов
• Возможность сварки разнородных пластмасс
• Высокая прочность сварного соединения

Это делает ультразвуковую сварку незаменимой во многих отраслях промышленности.

Преимущества использования ультразвуковых пьезоэлементов

Применение ультразвуковых пьезоэлементов дает ряд важных преимуществ. Какие это преимущества?

• Высокая эффективность преобразования энергии
• Возможность генерации ультразвука высокой мощности
• Точность регулировки параметров ультразвука
• Компактные размеры устройств
• Отсутствие движущихся механических частей
• Длительный срок службы

Это обеспечивает широкие возможности применения ультразвуковых пьезоэлементов в различных областях.

Перспективы развития ультразвуковых пьезоэлементов

Технологии на основе ультразвуковых пьезоэлементов продолжают активно развиваться. Какие направления развития наиболее перспективны?

• Создание новых пьезоэлектрических материалов с улучшенными характеристиками
• Разработка миниатюрных ультразвуковых устройств для микроэлектроники
• Применение ультразвука для направленной доставки лекарств в организме
• Использование ультразвуковых пьезоэлементов в робототехнике
• Создание ультразвуковых систем неразрушающего контроля нового поколения

Это открывает новые возможности для применения ультразвуковых технологий в медицине, промышленности и других областях.

Ультразвуковые пьезоэлементы в бытовой технике

Ультразвуковые технологии на основе пьезоэлементов все шире применяются в бытовых устройствах. Где можно встретить ультразвуковые пьезоэлементы дома?

Ультразвуковые увлажнители воздуха

Принцип работы ультразвукового увлажнителя основан на применении пьезоэлемента. Как происходит увлажнение воздуха?

1. Пьезоэлемент создает высокочастотные колебания в воде
2. Образуется мелкодисперсный водяной туман
3. Туман распыляется в воздух с помощью вентилятора
4. Происходит эффективное увлажнение воздуха в помещении

Это обеспечивает быстрое и равномерное увлажнение без нагрева воды.

Ультразвуковые стиральные машины

Некоторые модели стиральных машин оснащаются ультразвуковыми излучателями с пьезоэлементами. Какие преимущества дает ультразвуковая стирка?

• Повышение эффективности отстирывания
• Снижение расхода моющих средств
• Уменьшение механического воздействия на ткань
• Возможность стирки деликатных тканей

Это позволяет улучшить качество стирки при бережном отношении к вещам.

Ультразвуковые пьезоэлементы в автомобильной электронике

В современных автомобилях ультразвуковые пьезоэлементы применяются во многих электронных системах. Где они используются?

Парктроники

Системы помощи при парковке используют ультразвуковые датчики с пьезоэлементами. Как работает парктроник?

1. Датчики излучают ультразвуковые импульсы
2. Импульсы отражаются от препятствий
3. Отраженные сигналы принимаются датчиками
4. Электроника рассчитывает расстояние до препятствий

Это помогает водителю безопасно маневрировать при парковке в ограниченном пространстве.

Датчики дождя

Ультразвуковые датчики дождя также основаны на применении пьезоэлементов. Какой принцип работы датчика дождя?

• Пьезоэлемент излучает ультразвуковые волны
• Волны отражаются от лобового стекла
• При попадании капель на стекло отражение меняется
• Электроника анализирует изменение сигнала
• Система управляет работой стеклоочистителей

Это обеспечивает автоматическое включение дворников при начале дождя.

Пьезоэлементы ультразвуковые для УЗТ аппаратов и ингаляторов с гарантией по выгодной цене

1. Медремкомплект
2. Каталог
3. Запчасти и комплектующие
4. Пьезоэлементы

Товаров в группе: 5

• Оборудование при COVID 19
• Комплекты и наборы оборудования
• Медоборудование
• Расходные материалы
• Рентгенозащита
• Физиотерапия
• Бактерицидные облучатели и рециркуляторы
• Диагностическое оборудование
• Дистилляторы и стерилизаторы
• Запчасти и комплектующие
• ТЭНы (трубчатые электронагреватели)
• Физиотерапевтические щитки
• Электротехника для медицины
• Аккумуляторы
• Запчасти для ИВЛ Draеger
• Запчасти для физиотерапии
• Запчасти для электрического термостата
• Запчасти для дистилляторов
• Запчасти для стерилизаторов
• Манжеты для тонометров
• Запчасти для тонометров
• Запчасти для ЭКГ
• Запчасти рентген
• Технические термометры
• Запчасти к ингаляторам
• ЭКГ кабели пациента имп.
• ЭКГ кабели пациента отеч.
• Комплектующие к аккумуляторам
• Прочие запчасти
• Инструмент медицинский
• Лабораторное оборудование
• Лампы медицинские
• Мебель медицинская
• Медицинские манекены и тренажеры
• Медицинские светильники
• Реанимация, анестезия, ИВЛ
• Стоматологическое и зуботехническое оборудование
• Прочее
• Уцененные товары
• Медицинские карты

Все товары Пьезоэлементы (5) Электроды (11) Излучатели (27) Остальные товары (111)

Все 25 50 100

Пьезоэлемент тА7.124.006 к ИУТ 0,88-4.04ф для УЗТ

d25х2,4мм к излучателю ИУТ 0,88-4. 04ф (ЭМА), артикулы: тА7.124.006-03, ТД7.124-006 для УЗТ 1.01ф, 1.02с, 1.03у и 1.04о

560.00 ₽

Пьезоэлемент тА7.124.006 к ИУТ 0,88-4.04ф для УЗТ

d25х2,4мм к излучателю ИУТ 0,88-4.04ф (ЭМА), артикулы: тА7.124.006-03, ТД7.124-006 для УЗТ 1.01ф, 1.02с, 1.03у и 1.04о

560.00 ₽

Добавить в заказ

Пьезоэлемент тА7.124.006-01 d13х2,4 для УЗТ-1.01

ультразвуковой, серебряный; рабочая частота 2,64 и 0,88 МГц; применяется для ремонта излучателей ИУТ 0,88-1.03ф, 1.05ф, 1.06ф и 1.09о в аппаратах УЗТ 1.01; производство Россия

728.00 ₽

Пьезоэлемент тА7.124.006-01 d13х2,4 для УЗТ-1.01

ультразвуковой, серебряный; рабочая частота 2,64 и 0,88 МГц; применяется для ремонта излучателей ИУТ 0,88-1. 03ф, 1.05ф, 1.06ф и 1.09о в аппаратах УЗТ 1.01; производство Россия

728.00 ₽

Добавить в заказ

Пьезоэлемент d18х2,4 для УЗТ-1.01

ультразвуковой, серебряный; рабочая частота 2,64 и 0,88 МГц; применяется для ремонта излучателей ИУТ в аппаратах УЗТ 1.01; производство Россия

857.00 ₽

Пьезоэлемент d18х2,4 для УЗТ-1.01

ультразвуковой, серебряный; рабочая частота 2,64 и 0,88 МГц; применяется для ремонта излучателей ИУТ в аппаратах УЗТ 1.01; производство Россия

857.00 ₽

Добавить в заказ

Пьезоэлемент тА7.124.006-03 d25х2,4 к УЗТ-1.01

Ультразвуковой, серебряный; рабочая частота 2,64 и 0,88 МГц; применяется для ремонта излучателей ИУТ 0,88-4.04ф в аппаратах УЗТ 1. 01; производство Россия

Цена по запросу

Пьезоэлемент тА7.124.006-03 d25х2,4 к УЗТ-1.01

Ультразвуковой, серебряный; рабочая частота 2,64 и 0,88 МГц; применяется для ремонта излучателей ИУТ 0,88-4.04ф в аппаратах УЗТ 1.01; производство Россия

Цена по запросу

Добавить в заказ

Пьезоэлемент d20х0,78

серебряный, для аппарата Томекс-2

Не поставляется

Пьезоэлемент d20х0,78

серебряный, для аппарата Томекс-2

Не поставляется

Все 25 50 100

Если вы не нашли интересующий товар – сделайте заявку

Если вы не нашли интересующий товар – сделайте заявку

Пьезоэлементы нашли очень масштабное применение в самых разнообразных видах  деятельности, не исключая и медицину.

 

В ультразвуковых пьезоэлементах за основу взят эффект пьезоэлектрический.  Его принцип заключается в изменении кристаллами и керамики первоначальной формы под внешним воздействием, создаваемым электрическим напряжением. Причем изменение формы происходит с определенной периодичностью в течение всего времени воздействия. Таким образом, создаются колебания механического характера и, как следствие, ультразвуковые волны. Причем эффект, создаваемый пьезоэлементом является обратимым — ввиду того, что возникающие ультразвуковые волны также влияют на изменение формы кристалла, которое сопровождается наличием напряжения. Величина напряжения, возникающего вследствие деформации пьезоэлемента, измерима.

 

Другими словами возможно применение пьезоэлемента как излучателя, так и приемника УЗ-волн.

Для действия пьезоэлемента при УЗТ необходимо наличие проводящей среды. То есть генерируемые пьезоэлементом ультразвуковые волны и среда, где будет происходить воздействие, должны иметь между собой, так называемый проводник. Как правило,им является обычный ультразвуковой гель. Он облегчает проникновение волн с жесткой поверхности на мягкие ткани.

 

Довольно частую ошибку допускает медицинский обслуживающий персонал при санитарно-гигиенической обработке ультразвукового датчика. Она заключается в обработке этиловым спиртом, что ведет к разрушению соединяющей среды. Поэтому обработка датчика должна происходить строго с соблюдением правил, указанных в инструкции!

 

Купить пьезоэлемент ультразвуковой доступно на сайте нашей компании. В разделе “Запчасти для физиотерапии” Вы сможете приобрести пьезоэлемент для ингалятора Вулкан, пьезоэлемент к УЗТ 1.01 Ф аппарату и др.

Специальные условия сотрудничества

Физические лица

Ремонтные организации Медтехники, обслуживающие организации

Учебные и дошкольные учреждения Школы, вузы, детские сады

Профильные клиники и медцентры Онкоцентры, диагностические центры, косметология

Торговые организации Магазины, оптовые базы

Больницы и поликлиники МБУЗ, ГБУЗ, МУБ

Госучреждения с медкабинетом НИИ, военные части

Организации с медкабинетом Производство, фабрики, заводы

Казахстан, Киргизия, Белоруссия, Армения Юридические и физические лица

Ультразвуковой пьезо-аппарат Sonic Surgeon 300

Из-за нестабильности курса и поставок — уточняйте стоимость и наличие по телефону или в чате!

 346 500 руб  229 000 руб 

ОСТАЛОСЬ 7 штук!!!

Назначение

Инструкция к хирургической системк  Sonic Surgeon 300

Ультразвукововая пьезо-хирургическая система Sonic Surgeon 300-для челюстно-лицевой хирургии создана именно для Вас. Область применения Sonic Surgeon 300: проведение синус-лифтинга, подготовка ложа под ипмлантат, расщепление альвеолярного гребня, забор костного блока, проведение хирургических операций при лечении десен, удаление зубов и др.

Области применения: остеотомия и остеопластика периодонтология, эндодонтия, хирургическая ортодонтия.

В аппарате имеется программа » защита от поломок» , т.е. если Вы что-то подключили или настроили неверно, он просто не включится. 
Гарантия: 1 год от производителя

Основная функция: резание минерализованных костных тканейс минимальным риском пореза и повреждения мягких тканей.
Комплектация: наконечник, контейнер для стерилизации, 2 динамометрических ключа, 3 инфузионные линии многоразовые (автоклавируемые), педаль управления, 10 насадок различного назначения в комплекте.

• минимальная травма как десневых, так и костных тканей – ультразвук позволяет создать точный и миниатюрный разрез,
• сокращение сроков реабилитации, уменьшение кровотечения из раны, полное отсутствие или минимальное количество наложенных швов,
• прибор не соприкасается с тканями полости рта, а значит можно говорить о полной стерильности,
• антибактериальная обработка раны благодаря ультразвуковой волне,
• уменьшение времени проведения операции,
• безболезненность хирургической процедуры,
• возможность проведения операции в труднодоступных местах. высокая мощность и максимальная безопасность.
• Благодаря инновационным технологиям, Sonic Surgeon 300 имеет очень высокую рабочую мощность, что, в сочетании с большим выбором входящих в комплектацию насадок, позволяет значительно расширить область применения аппарата и уменьшить время, необходимое на операцию. Это обеспечивает безболезненность процедуры и максимально сокращает риски травмирования тканей пациента.
• Стабильная, высокая мощность. Благодаря применению самых современных технологий и высокому опыту в производстве и разработке пьезо-материалов и элементов, Sonic Surgeon 300 демонстрирует стабильную и оптимальную мощность.
• Широкий выбор насадок, входящих в комплект Sonic Surgeon 300, делают аппарат универсальным, а операции синус — лифтинга более безопасными и удобными, особенно с запатентованной насадкой HPISE. В комплект входят 10 насадок: специальные (Sohn 028i, Sohn 016, Sohn Saw, Sohn Saw L, Sohn Saw R) и стандартные (DS001, DS002, DS003, DS004, DS005).
• Высокая производительность помпы. При производительности помпы 100 мл/мин. риск перегрева кости сведен к минимуму.
• Многофункциональная и эргономичная педаль.
• удобство управления аппаратом
• тонкий дизайн педали предотвращает затекание ноги во время операции.
• 2 программы: Буст и стандартная. 

Область применения ультразвуковой хирургической системы Sonic Surgeon 300:

Аппарат Sonic Surgeon 300 является пьезоэлектрическим устройством для костной хирургии, с помощью которого можно осуществить остеотомическое и остеопластическое вмешательство практически в любой анатомической области.

Возможные области применения аппарата:

• Установка имплантатов

— Расширение гребня

— Синус-лифтинг

— Забор костной стружки

— Отсечение кости

— Остеопластика

— Окончательная подготовка участка под имплантацию

• Хирургическая стоматология

— Экстракция

— Апикэктомия

— Цистэктомия

— Остеогенная дистракция

 Инструкция к Sonic Surgeon 300

• Периодонтальная хирургия

— Декомпрессия альвеолярного (луночкового) нерва

— Резекционная хирургия периодонта

• Эндодонтическая хирургия

Аппарат Sonic Surgeon 300, разработанный компанией «ДОНГ ИЛ ТЕКНОЛОДЖИ», представляет собой ультразвуковой генератор и предназначен для использования в хирургической стоматологии.

— В обычном режиме (Normal Mode) аппарат Sonic Surgeon 300 используется для хирургических процедур, включая остеотомию, остеопластику, периодонтальную хирургию и имплантацию.

— В форсированном режиме (Boost Mode) аппарат используется для механической ультразвуковой обработки с целью профилактики, в периодонтологии и эндодонтологии.

— Во время лечения можно легко менять насадки, а также производить их очистку и автоклавирование.

Генерация ультразвука с помощью пьезокомпонентов

Если внешняя сила действует на упругую среду, такую ​​как газ, жидкость или твердое тело, в пространстве и во времени возникает волнообразное распространение флуктуаций давления и плотности, начиная с точки, где действует сила применяемый. Это известно как звук.

Ультразвук — это термин, используемый, когда частота распространяющейся волны превышает 16 000 Гц, что делает ее неразличимой для человеческого уха. Диапазон частот для ультразвука составляет до 16 ГГц, т. е. 16 миллиардов циклов в секунду.

Промышленность, медицинские технологии и исследования используют ультразвук для многих целей. Наиболее известной областью применения является сонография, также известная как эхография. Здесь ультразвук используется для получения изображений тканей и органов. Большим преимуществом сонографии перед другими методами визуализации в медицинских технологиях является то, что звуковые волны безвредны и могут использоваться даже для нерожденных детей.

В дополнение к медицинской визуализации, низкая интенсивность звука также требуется для применения в измерительных технологиях. Интенсивность звука описывает силу удара по определенной поверхности. Если она превышает 10 Вт/см ² , это называется звуком высокой мощности. В отличие от ультразвука малой мощности, ультразвук высокой мощности вызывает изменения или даже разрушение материала и поэтому подходит для использования при обработке материалов, ультразвуковой очистке или в области медицины при >> литотрипсии.

Пьезоэлектрический эффект

Пьезоэлектрическая керамика является лучшей основой для генерации и обнаружения ультразвуковых волн.

Носители заряда смещаются в пьезоэлектрических материалах под действием электрического поля, что приводит к макроскопическому изменению длины (обратный пьезоэлектрический эффект). Если приложенное напряжение является переменным напряжением, частицы в среде, т.е. в воздухе, начать вибрировать. Возникают колебания давления. Разрежение частиц приводит к понижению давления, а сжатие к повышению давления. Длина волны звука описывает расстояние между двумя областями разрежения или сжатия. Возникающие звуковые волны распространяются в окружающей среде. Скорость звука зависит от плотности и упругих свойств среды.

Различают продольные и поперечные волны. В случае продольных волн колебания происходят в плоскости их распространения. Они могут распространяться в жидкостях и газах, а также в твердых телах. Поперечные волны, с другой стороны, колеблются перпендикулярно направлению их распространения, и это возможно только в твердых телах. Обе волновые моды могут быть преобразованы в другую моду путем отражения или преломления на граничных участках в более плотных материалах.

Принципиальная структура преобразователя

Электроакустические преобразователи, также известные как преобразователи, преобразуют акустическую энергию в электрическую или наоборот. Состоит из активного пьезоэлемента, корпуса и электрических разъемов.

Важным параметром для передачи звуковых волн является характеристический акустический импеданс, также известный как волновое сопротивление. Это зависит от плотности среды и скорости звука. Разница между звуковыми сопротивлениями двух сред определяет, могут ли и насколько хорошо звуковые волны передаваться из одной среды в другую. Если эта разница слишком велика, звук отражается и передача невозможна.

Адаптационный слой (трансформационный слой) между пьезоэлементом и окружающей средой В преобразователе обеспечивает наименьшую возможную разницу в звуковом импедансе и, следовательно, повышает качество передачи. В идеале толщина этого слоя равна четверти длины волны звука (λ/4).

Электромеханическое поведение пьезоэлектрического элемента, возбуждаемого колебаниями, может быть представлено эквивалентной электрической схемой.

C ₀ – емкость диэлектрика. Последовательное соединение C ₁ , L ₁ и R ₁ описывает изменение механических свойств, таких как упругая деформация, эффективная масса соответственно инерции и механические потери в результате внутреннего трения. Однако это описание резонансного контура применимо только к частотам, близким к внутреннему резонансу механики.

Большинство параметров пьезоэлектрических материалов определяются путем измерения импеданса на специальных тестовых телах в резонанс.

Полное сопротивление Z , также известное как кажущееся сопротивление, представляет собой сложное сопротивление переменному току, где действительная часть соответствует омическому сопротивлению, а мнимая часть — реактивному сопротивлению. Импеданс описывается длиной комплексного вектора и фазовым углом ϕ.

Эквивалентная схема пьезоэлектрического резонатора

Механические резонансы могут быть измерены электрически с помощью >> Соединения механических и электрических колебаний. Последовательный и параллельный резонансы используются для определения значений пьезоэлектрических характеристик. Они соответствуют в хорошем приближении минимуму импеданса f _м и максимум f _n . Импеданс измеряется стандартно при проверке качества пьезокомпонентов и узлов. Выводы можно делать по форме и динамике кривой импеданса, например, о дефектах пьезокомпонента или качестве клеевых слоев.

Типичная кривая импеданса Ультразвуковые пьезодатчики

обеспечивают высокую точность и надежность в больших диапазонах измерения, а также долговременную стабильность и компактность. Они не требуют оптической прозрачности. В основном различают два принципа измерения:

Принцип измерения времени работы

Пьезокерамический элемент служит в качестве передатчика и приемника во время измерения во время выполнения, будь то измерение зазора, обнаружение объектов или >> измерение расхода.

Пьезокерамический элемент излучает ультразвуковой импульс. Звуковые волны, вызванные этим, распространяются и затем поражают объект. Затем они отражаются и частично поглощаются. Тот же пьезоэлемент принимает отраженные волны. Разница во времени передачи Δ t между излучением и приемом звуковых волн предоставляет информацию о расстоянии r между источником звука и объектом. Зная скорость звука c в окружающей среде, можно рассчитать зазор r :

Принцип эффекта Доплера используется для измерения расходов или скоростей потока загрязненных сред, например. , взвешенные частицы или пузырьки воздуха. После излучения ультразвукового импульса ультразвуковые волны ( f ₀ ) рассеиваются или отражаются жидкими частицами. Результирующий сдвиг частоты Δ f между отраженным волновым фронтом, излучаемым и принимаемым одним и тем же пьезопреобразователем, пропорционален скорости потока v _S частиц. Необходимо учитывать угол θ между направлением испускаемого ультразвукового импульса и путем измерения:

Направление потока также можно определить по изменению частоты. Когда частицы жидкости приближаются к датчику, длина волны звука укорачивается, а частота увеличивается ( f _b ), потому что звуковые волны выталкиваются перед частицами и сжимают их. И наоборот, длина волны увеличивается, а частота звука уменьшается по мере удаления частиц от датчика ( f _a ). Это изменение частоты Δ f звуковых волн можно обнаружить и сравнить со звуковой частотой испускаемого ультразвукового импульса.

Применения для этого включают инженерные службы зданий для определения потребления воды или тепловой энергии, а также в области медицины для регистрации скорости и направления кровотока.

Принцип эффекта Доплера: а) Звуковые волны распространяются вокруг неподвижного передатчика, б) могут быть обнаружены более высокие или более низкие частоты в зависимости от положения наблюдателя, когда передатчик находится в движении.

• Автоматизация процессов и промышленные измерительные технологии, например, измерение зазоров и уровней, измерение расхода и обнаружение пузырьков
• Неразрушающий контроль
• Медицинская визуализация

• Обработка материалов высокоэффективным ультразвуком, например, сварка, сверление, резка
• Ультразвуковая очистка в промышленности
• Ударно-волновая литотрипсия и производство аэрозолей в медицинской технике
• Сонарная техника и гидроакустика

Основы пьезотехнологии

Физические основы и объяснение пьезоэлектричества и электромеханики.

Ультразвуковые пьезопреобразователи и ультразвуковые преобразователи

Вибрационные ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи способны работать на чрезвычайно высоких частотах, что позволяет использовать их в широком диапазоне ультразвуковых приложений. Ультразвуковая вибрация в пьезоэлектрических датчиках и пьезоэлектрических преобразователях генерируется путем преобразования электрического заряда (переменного напряжения) в вибрационное движение на ультразвуковых частотах. Интенсивное вибрационное движение можно использовать в пьезоэлектрических ультразвуковых передатчиках и ультразвуковых преобразователях для выполнения различных задач. Наиболее распространенные типы ультразвуковых преобразователей и ультразвуковых передатчиков в пьезоэлектрических устройствах включают двигатели, устройства формирования изображений, устройства для очистки и различные датчики. Здесь мы обсудим ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи, используемые в двигателях и чистящих инструментах.

Ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи обычно используются из-за их мощных вибрационных эффектов.

Типы двигателей и основная механика

Мы обсудим два типа двигателей: линейные и роторные. Оба типа используют повторяющиеся движения, генерирующие небольшие движения. Простота и высокая частота ультразвуковых преобразователей часто являются идеальным решением для этих приложений, требующих минимального движения.

Пьезоэлектрические кристаллы могут применяться двумя способами: либо для создания движения, либо для создания трения. В последнем типе используются запорные механизмы, в которых кристалл может быть либо заблокирован, либо свободен (к или от поверхности, по которой перемещаются). Кристалл становится запертым, расширяясь и создавая силу трения с поверхностью. И наоборот, он становится свободным, сокращаясь и выходя из контакта с поверхностью. Это движение, создающее кристаллы, использует силу трения и расширяется, перемещаясь по поверхности.

Ультразвуковой преобразователь Трехкомпонентные двигатели

Наиболее распространенный тип двигателя (как линейного, так и вращательного) использует один прямоугольный пьезоэлектрический кристалл для создания движения и два пьезоэлектрических кристалла на каждом конце для создания трения. При расширении один кристалл блокируется, а другой освобождается, в результате чего двигатель генерирует движение от заблокированного кристалла. Как только центральная часть полностью расширяется, первый фиксирующий кристалл освобождается, а другой фиксируется на поверхности. Когда центральная часть сжимается, сила снова действует в направлении от первой части.

В одном из вариантов такого двигателя одна часть всегда свободна, а другая всегда заблокирована. Центральная часть медленно расширяется, поэтому свободная часть выталкивается наружу. Затем он быстро сжимается, создавая достаточную силу, чтобы заблокированная часть слегка соскользнула к свободной части.

Как работают ультразвуковые датчики и ультразвуковая визуализация?

Ультразвуковые преобразователи состоят из пьезоэлектрических кристаллов, которые излучают и принимают высокочастотные звуковые волны путем преобразования электрической и механической энергии. В диагностических и визуализирующих ультразвуковых системах ультразвуковой передатчик излучает звуковые волны, которые направляются в тело и отражаются обратно к ультразвуковому преобразователю. Отраженные звуковые волны принимаются ультразвуковым преобразователем и преобразуются в электрические сигналы, используемые для генерации изображения. Частота звуковых волн, излучаемых ультразвуковым передатчиком, определяет разрешение изображения и визуализируемую глубину резкости. Скорость и поглощение передаваемого сигнала в ткани, а также отражение звуковой волны от ткани обратно к пьезопреобразователю составляют ультразвуковые свойства конструкции. Соответствие между ультразвуковым передатчиком и приемником создает ультразвуковое изображение.

Механика очистки

Одним из наиболее распространенных коммерческих применений ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей являются машины ультразвуковой очистки. Пьезопреобразователь, работающий на ультразвуковых частотах, будет колебаться очень быстро. При погружении в жидкость (обычно воду или чистящий растворитель) ультразвуковой преобразователь создает пузырьки из-за вибраций, оказывая большое усилие на молекулы на поверхности очищаемого объекта. Механические вибрации, вызванные ультразвуковым пьезоэлементом, достаточно сильны, чтобы удалить мусор и грязь. Этот процесс очистки обычно длится менее двадцати минут, демонстрируя мощность ультразвуковых преобразователей.

Этот метод очистки чрезвычайно изменчив и эффективен и широко используется ювелирами, рыбаками, дантистами и электриками в медицинских, коммерческих и промышленных целях. Из-за дополнительной силы, создаваемой вибрациями ультразвукового преобразователя, сильнодействующие химикаты или чистящие средства либо сведены к минимуму, либо больше не требуются. С точки зрения эффективности, безопасности и размера ультразвуковые преобразователи являются идеальным инструментом для многих приложений.

Преимущества ультразвуковых пьезопреобразователей

Ультразвуковые передатчики и ультразвуковые преобразователи генерируют большую мощность и движение в компактном пьезоэлементе. Для применения в двигателях пьезоэлектрические керамические изделия отличаются своей точностью. Поскольку отдельные движения настолько малы, моторами легко управлять с точностью до микрометра. Используя ультразвуковые преобразователи и ультразвуковые передатчики, эти двигатели могут быть относительно эффективными и простыми, с небольшим количеством вращающихся частей и минимальным обслуживанием в широком диапазоне условий эксплуатации.

Ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи являются наиболее распространенными вибрационными аппаратами, используемыми сегодня в ультразвуковой очистке, а новые продукты, основанные на этой технологии, разрабатываются во многих отраслях промышленности. Применение ультразвуковых преобразователей и ультразвуковых передатчиков быстро расширяется, поскольку мы продолжаем извлекать выгоду из их преимуществ во многих отраслях.

Piezo Direct предлагает широкий ассортимент ультразвуковых пьезоизделий, включая полностью настраиваемые пьезоприводы, пьезоэлектрические датчики, пьезопреобразователи и ультразвуковые распылители различных форм.