压电陶瓷换能器与磁致伸缩换能器的区别

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    点击次数:255 更新时间:2022年06月11日10:33:51 打印此页 关闭

    压电陶瓷换能器与磁致伸缩换能器的区别:

    1、压电换能器的心脏是单层或双层厚的压电陶瓷,通常夹在电极之间的压电陶瓷材料,为电接触提供附着点。压电陶瓷换能器的陶瓷组件通过高强度,飞机质量的螺栓在金属块之间压缩至已知的压缩程度。当通过电极在陶瓷上施加电压时,陶瓷由于其晶格结构的变化而膨胀或收缩。这种物理位移导致声波传播到应用中。

    磁致伸缩换能器由大量镍板或叠片组成,这些板或叠片与每个层压板的一个边缘平行排列,每个层压板的边缘连接到处理罐的底部或要振动的其他表面。线圈绕磁致伸缩材料放置。当通过电线线圈提供电流时,会产生磁场。该磁场使磁致伸缩材料收缩或伸长,从而将声波引入应用中。

    2、两种换能器设计均通过快速振荡安装在其上的超声振动膜来产生超声活动。但是每个设计以不同的方式执行此操作。磁致伸缩换能器实质上是由重镍或合金芯制成的电磁体,其上缠绕有导线。当电流通过电线产生脉冲时,磁芯将以与超声波发生器的输出频率匹配的频率振动,从而使超声波设备发挥功用。

    压电换能器是由锆钛酸铅之类的压电材料制成的。锆钛酸铅是一种常见的压电材料,当提供适当的频率和电压时会相应地膨胀和收缩。与磁致伸缩换能器的50-60%的电效率相比,压电陶瓷换能器可提供95%+的电效率

    3、频率范围:磁致伸缩系统选择超声波频率很容易,因为它的选择非常有限。由于磁致伸缩换能器的物理尺寸限制,其固有地受限于以低于约30 kHz的频率工作。压电陶瓷换能器在此范围内不受频率限制。制造商可以选择合适的压电设计,并通过利用主谐振频率的谐波倍数在整个超声范围内以选定的输出频率驱动它。从可用频率的角度来看,这使压电换能器成为更加通用的选择。

    4、能源效率:压电陶瓷换能器一步就能将电能直接转换成机械能。将功率直接施加到压电活性陶瓷,会导致其改变形状并产生声波。由于内部摩擦和热量,陶瓷中的能量损失通常小于5%。这意味着传递到换能器的功率的多达95%用于清洁。用于驱动压电换能器的现代超声波发生器的效率通常超过75%,使整个系统的效率达到70%或更高。

    磁致伸缩系统依靠电能到磁能然后再从磁能到机械的双重转换来产生声波。与压电系统相比,磁致伸缩换能器将需要更多的电能来产生相同数量的超声波振动作用。由于线圈加热过程中损失的能量以及磁滞现象的影响,磁性系统的效率通常不到50%。在当今不断增加的能源成本中,不可低估对大型磁致伸缩系统运行成本的影响。

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