Пьезоэлектрический эффект уже давно используется в работе небольших, но важных устройств – ультразвуковые пьезоизлучатели. В основе лежит не только вышеописанный эффект, но и способность материалов меняться под воздействием электрического поля, а также генерировать электрозаряд при физическом воздействии.
В этом материале рассмотрим, что собой представляют пьезоизлучатели, где применимы и какие выбрать для своих целей.
Из чего состоят и как работают пьезоизлучатели
Ультразвуковой пьезоизлучатель представляет собой небольшое устройство, работающее на основе пьезоэлектрического эффекта. Понять принцип работы можно по основным компонентам, из которых состоят устройства:
- Пластина из специальной керамики (в некоторых случаях диск из пьезополимеров).
- Электроды для подачи напряжения.
- Корпус для защиты от внешней среды и прочного крепления.
Когда на устройство, а именно его электроды, подается напряжение заданной частоты, то пьезоэлементы начинают совершать колебания. Причем мы говорим о механических колебаниях, которые и превращаются в ультразвуковые волны. Есть и другой вариант использования, когда при деформации пьезоэлемента образуется электрический сигнал.
Стоит отметить, что пьезоизлучатели позволяют работать с высокими частотами, чем ближайшие аналоги, в том числе динамические. В последних используется классическая схема: катушка и магнит. Соответственно, коэффициент работы (преобразования) пьезоизлучателей будет всегда выше.
Как выбрать подходящий пьезоизлучатель
Если вкратце, то алгоритм выбора будет включать в себя несколько этапов:
- Учесть мощность и частотный диапазон.
- Рассчитать вливание среды и температурных показателей.
- Уточнить совместимость пьезоизлучателя с другими устройствами.
- Выбрать оптимальный вариант крепления.
Разумеется, многое будет зависеть от рабочей частоты. Например, если речь идет о стандартных ультразвуковых увлажнителях воздуха, тогда используется частота до 1-2 МГц при мощности до 60 Вт. Пьезоизлучатели являются незаменимыми элементами в медицине – ультразвуковые скальпели с рабочей частотой около 50 кГц.
Сфера применения довольно обширная. Например, это могут быть устройства для сварки или автомобильной сигнализации, а еще парктроник (датчики), оборудование для очистки деталей ультразвуком и многое другое.
Важные моменты при выборе пьезоизлучателя
Итак, если вам нужно устройство для конкретной работы, тогда определяем мощность и диапазон частот. Все пьезоизлучатели имеют точные характеристики, в том числе по рабочим температурам, влажности и прочим параметрам. Важно уточнить наличие блока питания, усилителя и габаритные размеры.
Например, если вам нужен пьезоизлучатель для очистки деталей ультразвуком, тогда можно использовать формулу:
М = К * П * И
Где М – мощность (Вт), К – коэффициент пропорциональности, П – площадь изучающей поверхности (м2), И – интенсивность работы (Вт на м2).
Как правило, если излучатели используются для профессиональной очистки ультразвуком, лучше выбирать низкочастотные модели. В более сложных, таких как медицинские сканеры, используются высокочастотные пьезоизлучатели, которые имеют компактные размеры. Для обычной работы с ультразвуковой ванной подходят недорогие модели, которые можно найти на сайте компании «Кварцы».
Рекомендуем в первую очередь подбирать правильную рабочую частоту с учетом вашего оборудования и задач. Мощность будет влиять на интенсивность работу и площадь излучаемой поверхности.
Пока нет сообщений