دانشنامه تخصصی مهندسی ایران

دانشنامه تخصصی مهندسی ایران

 engpedia   راه اندازی کانال تلگرام ( EngPedia_ir@ )

                همراه با مطالب ویژه سایت بصورت رایگان

  • نسخه ۱۲.۱ نرم افزار Aveva Marine در سایت قرار گرفت. (اینجا)
  • نسخه ۱۰.۵۲ نرم افزار Plus 2D در سایت قرار گرفت. (اینجا)
  • نسخه ۱۱.۰ نرم افزار AGI Systems Tool Kit-STK در سایت قرار گرفت.(اینجا)

همکاران

روش‌های تولید امواج التراسونیک

مدیریت خرداد ۱۴, ۱۳۹۳ 6447 بازدید ۳دیدگاه

امواج آلتراسونیک را به دو صورت طبیعی و مصنوعی می توان تولید نمود. بصورت مصنوعی می توان با استفاده از مبدل های مغناطیسی  و مبدل های الکتریکی و  در روش طیعی از مواد دارای این خاصیت، مانند کوارتز تولید نمود.

 

  1. بصورت مصنوعی

    استفاده از مبدلهای مغناطیسی (Magneto-Strictive Transducer)

در این روش از مواد مغناطیسی استفاده می کنیم که خصوصیات آنها به گونه ایی است که هنگامی که داخل میدان مغناطیسی قرار می گیرند، تغییر طول می دهند و با تغییر طول خود میدان مغناطیسی تولید می کنند و با این روش امواج التراسونیک تولید می کنند.

برای مثال اگر بخواهیم نوسانی با فرکانس بیشتر از ۲۰khz تولید کنیم، باید ۲۰۰۰۰ بار در ثانیه برق را قطع و وصل کنیم. بدین صورت ۲۰۰۰۰ نوسان صورت می گیرد و امواج التراسونیک تولید می‌شود. این امواج با ذرات برخورد می کنند و موجب نوسان ذرات می‌شوند و امواج صوتی تولید می کنند.

 

magnetostrictive

شکل ۱- استفاده از مبدل‌های مغناطیسی جهت تولید امواج التراسونیک

استفاده از مبدلهای الکتریکی (Electro-Strictive Transducer)

اولین بار جاس و بیرکوری کوارتز را در آزمایش‌های خود استفاده کردند، امروزه از سرامیک‌های پلاریزه بجای کریستال‌های کوارتز استفاده می‌شود. مواد الکترواستریکتیو موادی هستند که هنگامی که داخل میدان الکتریکی قرار می گیرد، تغییر طول می دهند و همچنین با تغییر طول آنها میدان الکتریکی ایجاد می‌شود مانند پیزو الکتریک ها. در واقع پیزو الکتریک‌ها انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی (ارتعاش) تبدیل می کند.

این وضعیت بخاطر وجود دوقطبی‌های مثبت و منفی ایی (Dipole) است که در حالت عادی در جهت خاصی قرار گرفته اند و با اعمال میدان الکتریکی، جهت می گیرند که باعث افزایش یا کاهش طول می‌شود.


شکل ۲- استفاده از مبدل‌های مغناطیسی جهت تولید امواج التراسونیک

با تغییر در ضخامت و در معرض جریان الکتریسیته قرار دادن کریستال‌ها می توان ارتعاشاتی با فرکانس‌های متفاوت بدست آورد. فرکانس بستگی به ضخامت کریستال و سرعت صوت در آن دارد. با فرمول زیر نیز می توان ضخامت کریستال را محاسبه کرد:


T׃ ضخامت کریستال

V׃ سرعت صوت در کریستال

f: فرکانس امواج التراسونیک

در تست‌های التراسونیک امواج تولید شده توسط پیزوالکتریک داخل قطعه با سرعت مشخص منتشر می‌شود که این سرعت بستگی به چگالی و الاستیسیته ی ماده دارد.


شکل ۳- استفاده از مبدل‌های پیزوالکتریک جهت تولید امواج التراسونیک

لیتیم سولفات، تیتانات باریم، سرب زیرکونیوم تیتانات و سرامیکهای پلاریزه شده نمونه هایی از پیزوالکتریک‌های مصنوعی می باشند.

  1. بصورت طبیعی

جهت تولید امواج التراسونیک بصورت طبیعی می توان از پیزوالکتریک‌های طبیعی مانند کوارتز (SiO۲) استفاده کرد.

در کریستال کوارتز سه محور قطبی وجود دارد (X۱, X۲, X۳) که دارای ساختار هگزاگونال است. بار هر اتم سیلیکون ۴+ و بار هر اتم اکسیژن ۲- می باشد.


شکل ۴- ساختار کوارتز

نظرات شما باعث دلگرمی و پیشرفت ما می شود.

telegram: @EngPedia_ir

3 پاسخ به “روش‌های تولید امواج التراسونیک”

  1. حمیدرضا نجاتی گفت:

    سلام آیا با امواج التراسونیک میتوان املاح آب را جدا کرد؟

  2. صالح گفت:

    سلام ضمن تشکر از انقال آگاهیتان به دیگر هموتنان میخواستم بدونم حداقل مقدار ولتاژی که باید از دو سر یک سیم پیچ بگذرد تا امواج فراصوت تولید کند چقدر است .با تشکر

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *