A aplicação de ultrassom no campo do microcontrole
Nos últimos anos, quase mil tipos de dispositivos de aplicação foram desenvolvidos no exterior, e mais de 100 patentes dos EUA foram aprovadas.
(1) Aplicação no campo de detecção
Pesquise e use o efeito magnetostrictivo positivo ou inverso de materiais magnetostrictivos gigantes para fazer vários componentes que detectam campo magnético, tensão, deslocamento, torque, pressão e corrente. De acordo com o princípio de que materiais magnetostritivos gigantes de terras raras produzem tensão em um campo magnético, eles podem ser combinados com diodos laser ou materiais PZT para fazer vários magnetômetros. Em 1991, RChung da Universidade de Iowa desenvolveu uma magnetostrição gigante. Protótipo de magnetômetro de diodo laser. A Marinha dos EUA desenvolveu um medidor de tensão magnetostritiva usando materiais magnetostrictivos gigantes, que é comparável aos medidores tradicionais de tensão semicondutor.
Tem um alcance dinâmico maior, maior sensibilidade e precisão, e sua dependência de temperatura é pequena, a faixa de frequência mensurável é mais ampla, e a cepa mensurável é menor. A empresa japonesa Toshiba MSahashi e outros inventaram um sensor de torque de contato feito de filme magnetostrictive, que tem um grande alcance dinâmico, resposta rápida e sensibilidade 10 vezes maior do que um medidor de tensão torcional feito de um filme tradicional de resistência ao metal.
(2) Aplicação em transdutor magnético (elétrico)mecânico
O transdutor magnético (elétrico) mecânico baseado em material magnetostrictivo gigante tem as vantagens de grande deslocamento, força forte, resposta rápida, alta confiabilidade, pequena deriva, baixa tensão de condução, etc., por isso é usado em usinagem de ultra-precisão, micromotor, controle de vibração, etc. E máquinas fluidas e outros campos de engenharia têm mostrado boas perspectivas de aplicação, e é um novo tipo de componente de acionamento inteligente com grande potencial.
(3) Aplicação em usinagem de ultra precisão. Sistemas de posicionamento de ultra-precisão com precisão de nanômetros e acima usam principalmente elementos atuadores baseados em materiais cerâmicos piezoelétricos, que têm baixa potência de saída, e medidas eficazes devem ser tomadas para evitar problemas de quebra e curto-circuito causados pela força de impacto e alta tensão motriz. O deslocamento de saída do elemento de acionamento magnetostrictivo gigante é dezenas de vezes o do atuador eletrostrico, e pode operar com baixa impedância. Hiroshi Eda da Universidade de Ibaraki no Japão e Kobayashi da Toshiba Corporation projetaram um atonte magnetostrictive gigante com uma precisão de posicionamento de nanômetros e aplicaram-no com sucesso ao dispositivo de micro-alimentação de um grande torno de diamante óptico.
(4) Aplicação em micromotores. Os materiais que podem ser usados para componentes de acionamento micromotor incluem principalmente materiais eletro-reológicos, ligas de memória de forma, cerâmica piezoelétrica e materiais magnetostrictivos gigantes. Entre eles, aqueles baseados em materiais magnetostritivos gigantes
O desempenho do micromotor é superior e a perspectiva de aplicação é muito ampla. Cedrat Recher che desenvolveu e testou um motor de atrito magnetostrictive gigante pela primeira vez. O estator do motor é composto por um anel e dois atuadores lineares magnetostrictivos gigantes. Produz dois modos de vibração: tradução e fivela, e usa uma mudança de fase de 90°. Acoplamento para gerar vibração elíptica, usando esta vibração elíptica e usando atrito para transmitir movimento aos dois rotores. Alemanha L. Kiesew et ter usado Terfenol
A haste D desenvolveu com sucesso um motor de polegada. Quando a bobina é energizada e sua posição muda, as hastes magnetostritivas gigantes se expandem e se contraem alternadamente, rastejando para a frente como um verme. Os Estados Unidos J M V Ranish e outros desenvolveram um motor rotativo de passo usando materiais magnetostrictivos gigantes e o princípio da peristalse.
(5) Aplicação no campo do controle de vibração. O mecanismo ativo de redução de vibração e redução de ruído usa sensores para detectar o sinal de deslocamento de vibração do objeto de redução de vibração, e produz um sinal de controle correspondente ao atuador após o processamento pelo controlador. O atuador produz deslocamentos iguais e opostos para neutralizar a vibração. Usando atuador magnetostrictive gigante como atuador
O sistema ativo de vibração e redução de ruído da estrutura tem as características de boas características de baixa frequência, a atenuação máxima de vibração pode chegar a 70%, e a faixa de frequência é de 0-5kHz. O oh mate K. do Japão usou o Terfenol-D para projetar um dispositivo de controle de vibração semiativo do tipo braço de três elos, que pode reduzir a vibração causada por terremotos e ventos fortes. O dispositivo pode gerar atrito controlável e torque de atrito em três direções retas ou rotativas. Os Estados Unidos MA nja nappa, etc. será um atortivo magnetostrictive gigante
Aplica-se ao controle ativo da vibração, e seu princípio de trabalho é analisado teoricamente e experimentalmente. Pela primeira vez, o modelo matemático básico do atonte magnetostrictivo gigante é dado.
(6) Aplicação em máquinas fluidas. Atualmente, conversores de energia elétrica magnetostritiva gigante (magnético)-mecânica são amplamente utilizados em várias válvulas, sistemas de injeção de combustível e microbombas. Uma empresa sueca usou o Terfenol-D para conduzir válvulas de injeção de combustível e solicitou uma patente. O Japão fez uma bomba de diafragma em miniatura com Terfenol-D; A ABB na Suécia projetou uma bomba fluida com Terfenol-D como elemento de condução.
