Mis on ultraheli piesoelektrilised muundurid?

Ultraheli muundur on omamoodi energia muundamise seade, selle ülesanne on muundada sisend elektrienergia mehaaniliseks võimsuseks (st ultraheliks) ja seejärel edastada ning väikese osa võimsusest oma tarbimine.

Ultrahelimuunduritel on tavaliselt magnetostriktiivsed muundurid ja piesoelektrilised kristallmuundurid.

Magnetostriktiivne tüüp:

Nikkellehtmuundur ja ferriitmuundur kuuluvad magnetostriktsiooni alla.

Ferriitmuunduri elektroakustilise muundamise efektiivsus on suhteliselt madal. Pärast ühe-kaheaastast kasutamist efektiivsus väheneb või peaaegu kaotab elektroakustilise muundamise võime. Nikkelplaadist muundurid on keerulised ja kallid, seetõttu kasutatakse neid tänapäeval harva.

Piesoelektriliste kristallide tüüp:

Nende hulgas nimetatakse küpset ja töökindlat seadet piesoelektriliseks muunduriks, mis realiseerib elektrienergia ja helienergia vastastikuse muundamise piesoelektrilise efekti abil. Elektrilised signaalid muudetakse materjali piesoelektrilise efekti toimel mehaanilisteks vibratsioonideks. Anduril on kõrge elektroakustilise muundamise efektiivsus, madal tooraine hind, lihtne valmistada ja seda pole lihtne vanandada.

Levinud materjalide hulka kuuluvad kvartskristallid, baariumtitanaat ja pliitsirkonaattitanaat. Kvartskristalli paisumine on liiga väike, pinge 3000 V, et tekitada alla 0,01 um deformatsiooni. Baariumtitanaadi piesoelektriline efekt on 20-30 korda suurem kui kvartskristallil, kuid efektiivsus ja mehaaniline tugevus ei ole nii head kui kvartskristallidel. Plii tsirkonaattitanaadil on mõlema eelised, üldiselt saab seda kasutada ultrahelipuhastuse, vigade tuvastamise ja väikese võimsusega ultrahelitöötlusmuundurina.

Ultraheli anduri koostis:

1.Keskne piesoelektriline keraamiline element

2.Eesmised ja tagumised metallist katteplaadid

3. Elektroodi leht

4.Isolatsioonitoru

Selline sandwich-andur tekitab koormuse muutumisel stabiilse ultrahelilaine, mis on põhiline ja peamine meetod ultraheli jõuallika saamiseks.