Тверской государственный технический университет
Кафедра автоматизации технологических процессов
Реферат
«Магнитострикционные преобразователи»
Выполнила: студентка группы ФАС 0101 (АТПП)
Проверил: Сульман Н.Г.
Тверь, 2004 г.
Магнитострикционные преобразователи.
Магнитострикция - изменение размеров и формы кристаллического тела при намагничивании - вызывается изменением энергетического состояния кристаллической решетки в магнитном поле, и, как следствие, расстояний между узлами решетки. Наибольших значений магнитострикция достигает в ферро- и ферритомагнетиках, в которых магнитное взаимодействие частиц особенно велико.
Обратное по отношению к магнитострикции явление - Виллари эффект - изменение намагничиваемости тела при его деформации. Виллари эффект обусловлен изменением под действием механических напряжений доменной структуры ферромагнетика, определяющей его намагниченность. В усилителях с очень большим коэффициентом усиления входной трансформатор на ферритах при определенных условиях вследствие магнитострикционного эффекта способен преобразовывать механические колебания в электрические.
Магнитострикция представляет собой деформирование тел при изменении их магнитного состояния. Данное явление, открытое в 1842 г. Джоулем, свойственно ферромагнитным металлам и сплавам (ферромагнетикам) и ферритам. Ферромагнетики обладают положительным межэлектронным обменным взаимодействием, приводящим к параллельной ориентации моментов атомных носителей магнетизма. Наличие постоянных магнитных моментов электронных оболочек характерно для кристаллов, состоящих из атомов, обладающих внутренними электронными оболочками. Способность вещества к намагничению характеризуется магнитной восприимчивостью, которая представляет собой отношение намагниченности к напряженности внешнего магнитного поля. Напряженность магнитного поля характеризуется силой, заключенной в единичной магнитной массе и действующей на северный магнитный полюс. Другой характеристикой магнитного поля является индукция магнитного поля. Магнитная энергия кристаллической решетки является функцией расстояния между атомами или ионами; следовательно, изменение магнитного состояния тела ведет к его деформированию, т. е. возникает явление магнитострикции. Магнитострикционная деформация сложным образом зависит от индукции и напряженности магнитного поля. В простейших случаях деформация пропорциональна квадрату намагниченности. Взаимосвязь между параметрами и геометрическими размерами преобразователя выводится на основе рассмотрения его конкретной формы.
Магнитострикционные преобразователи преобразуют энергию магнитного поля в механическую (звуковую или ультразвуковую) энергию. Их действие основано на магнитоупругом эффекте, т.е. на том, что некоторые металлы (железо, никель, кобальт) и их сплавы деформируются в магнитном поле. Ярко выраженными магнитоупругими свойствами обладают и ферриты (материалы, спекаемые из смеси окиси железа с окислами никеля, меди, кобальта и других металлов). Если магнитоупругий стержень расположить вдоль переменного магнитного поля, то этот стержень станет попеременно сокращаться и удлиняться, т.е. испытывать механические колебания с частотой переменного магнитного поля и амплитудой, пропорциональной его индукции. Вибрации преобразователя возбуждают в твердой или жидкой среде, с которой он соприкасается, волны ультразвука той же частоты. Обычно такие преобразователи работают на собственной частоте механических колебаний, так как на ней наиболее эффективно преобразование энергии из одной формы в другую. Магнитострикционные преобразователи из тонкого листового металла работают лучше всего в низкочастотном ультразвуковом диапазоне (от 20 до 50 кГц), на частотах выше 100 кГц у них очень низкий КПД.
На практике используют два типа магнитострикционных преобразователей: стержневые и кольцевые, изготовленные из магнитных сплавов или ферритов. Металлические сплавы используют для изготовления мощных магнитострикционных преобразователей, поскольку они имеют высокие прочностные характеристики. Однако большая электропроводность сплавов обусловливает кроме потерь на перемагничение значительные потери на макровихревые токи, или токи Фуко. Поэтому преобразователи выполняют в виде пакета пластин толщиной 0,1-0,2 мм. Значительные потери определяют сравнительно низкий к. п. д. таких преобразователей (40-50%) и необходимость их водяного охлаждения. Ферритовые преобразователи обладают более высоким к. п. д. (70%), так как при большом электросопротивлении не имеют потерь на токи Фуко, но их мощностные характеристики весьма ограничены из-за низкой механической прочности.
Рис.Общий вид стержневого (а) и кольцевого (б) магнитострикционного преобразователя.
При воздействии на обмотку, в которую помещен сердечник-стриктор, переменным электрическим током в последнем вследствие электромагнитной индукции возникают колебательные процессы соответствующие частоте генератора электрического сигнала. Достоинством таких генераторов является относительно низкое рабочее напряжение, что позволяет значительно упростить при изготовлении инструментов конструктивные параметры изоляции электрической части рабочего инструмента от приводного механизма и сделать их разборными для быстрой смены привода стоматологического наконечника. Недостатком же магнитострикционного преобразователя является условие обязательного постоянного охлаждения водой работающего преобразователя.
Магнитостриктерные преобразователи используют в ультразвуковой дефектоскопии в качестве широкополосных датчиков колебаний различных мод, в акустоэлектронике в качестве фильтров и резонаторов.
Например, магнитострикционный преобразователь ПМС-2,5-18 (потребляемая мощность 2,5 кВт, рабочая частота 18 кГц) предназначен для ультразвуковой очистки и обезжиривания деталей, а также для других технологических процессов с воздействием ультразвука, протекающих в жидких средах.
Другие работы по теме:
Применение звуковых волн 2
Что такое ультразвук и чем он полезен Если какое-либо тело колеблется в упругой среде быстрее, чем среда успевает обтекать его, то своим движением оно то сжимает, то разрежает среду. Слои повышенного и пониженного давления разбегаются во все стороны от колеблющегося тела и образуют звуковую волну. Если колебания тела, создающего волну следуют друг за другом не реже, чем 16 раз в секунду не чаще, чем 20 тысяч раз в секунду, то человеческое ухо слышит их.
Фотоэлектрические преобразователи энергии
Для питания магистральных систем электроснабжения и различного оборудования на КЛА широко используются ФЭП; они предназначены также для подзарядки бортовых химических АБ. Кроме того, ФЭП находят применение на наземных стационарных и передвижных объектах, например, в АЭУ электромобилей.
Современное состояние и перспектива развития полупроводниковых приборов для электрооборудования
8. промышленности. Полупроводниковые приборы силовой электроники – важнейшая элементная база энергосберегающего преобразовательного оборудования. Они выполняют функции мощных электронных управляемых ключей для коммутации тока в схемах преобразования электрической энергии (выпрямление, инвертирование, регулирование переменного и постоянного токов, стабилизация питающих сетей, защита от перенапряжений и т.п.).
Электродинамические и электромагнитные измерительные приборы
Электродинамические измерительные приборы и их применение. Электродинамический преобразователь. Взаимодействие магнитных полей токов. Амперметры, ваттметры, фазометры на основе электродинамических преобразователей. Электромагнитные измерительные приборы.
Ультразвук и его применение
Содержание Введение……………………………………………………………………3 Ультразвук………………………………………………………………….4 Ультразвук как упругие волны……………………………………..4 Специфические особенности ультразвука………………………………..5
Магнитные материалы
Особенности использования магнитомягких материалов для постоянных и низкочастотных полей. Определение свойств ферритов и магнитодиелектриков. Применение магнитострикционных материалов для изготовления сердечников электромеханических преобразователей.
Цифровой измерительный вольтметр
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Новосибирский Государственный Технический Университет Факультет Автоматики и Вычислительной Техники
Термоэмиссионный преобразователи энергии
Термоэмиссионные преобразователи энергии. 1. Основные сведения о термоэмиссионных преобразователях. Различные типы ТЭП разрабатываются для питания систем и оборудования КЛА, в особенности КЛА с ядерными АЭУ. При электрической мощности АЭУ порядка 0,1 - 1 кВт целесообразно применение РИТЭП и СТЭП.
Электрические фильтры
Электрическими частотными фильтрами называются четырехполюсники, ослабление которых в некоторой полосе частот мало, а в другой полосе частот -- велико. Диапазон частот, в котором ослабление мало, называется полосой пропускания, а диапазон частот, в котором ослабление велико -- полосой задерживания.
Теплотехнические измерения
Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Борисовский государственный политехнический колледж Контрольная работа по дисциплине
Стержневой составной преобразователь с двумя накладками
Характеристика, классификация, основные параметры гидроакустических приборов. Анализ расчета геометрических размеров стержневого составного преобразователя с двумя накладками. Исследование массы, добротности, энергетических характеристик преобразователя.
Разработка экстракционной установки для растительного сырья
Стадии процесса экстрагирования. Обзор типовых экстракторов, их преимущества и недостатки. Описание разрабатываемой экстракционной установки для обработки пряно-ароматического, витаминного и лекарственного растительного сырья жидкой двуокисью углерода.
2. 2 Устройство и работа прибора
ДД11 предназначены для работы в системах автоматического контроля, управления и регулирования параметров различных технологических процессов с целью выдачи информации в виде унифицированного пневматического выходного сигнала о перепаде давления, расходе жидкостей и газов, а также уровне жидкости
работа
Определение элементов эквивалентной электромеханической схемы, включая N, Ms, Rs, Rпэ, Rмп
работа
Выбрать конкретные микросхемы из указанных серий, начертить их принципиальные схемы
Автоматы с магазинной памятью
Автоматы и преобразователи с магазинной памятью играют важную роль при построении автоматно-лингвистических моделей различного назначения, связанных с использованием бесконтекстных (контекстно-свободных) языков. В частности, такие устройства используются в большинстве работающих программ для синтаксического анализа программ, написанных на различных языках программирования, которые во многих случаях можно рассматривать как бесконтекстные.
Автоматы с магазинной памятью
Автоматы и преобразователи с магазинной памятью играют важную роль при построении автоматно-лингвистических моделей различного назначения, связанных с использованием бесконтекстных (контекстно-свободных) языков. В частности, такие устройства используются в большинстве работающих программ для синтаксического анализа программ, написанных на различных языках программирования, которые во многих случаях можно рассматривать как бесконтекстные.
От «внешнего» человека к «сокровенному»
Для Платонова, публициста и прозаика, характерно сложное, трагически напряженное восприятие человека и природы, человека и других людей. Революция в понимании писателя — процесс глубоко народный, творческий.
Электрические преобразователи
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники” Кафедра защиты информации РЕФЕРАТ на тему: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Методы анализа электромеханических устройств
Метод электромеханических аналогий: сведение анализа механических устройств к анализу эквивалентных электрических схем. Электромеханические преобразователи механической энергии в электрическую. Основные системы электромеханических преобразователей.
Линии задержки на ПАВ
Физика поверхностных акустических волн (ПАВ). Виды линейных пассивных акустоэлектронных устройств. Технические параметры, принцип устройства линий задержки на ПАВ. Схемы ультразвуковых линий задержки. Метод возбуждения и приема ПАВ с помощью ВШП.
Кварцевые и электромеханические фильтры
Необходимость использования в технике связи селективных электрических цепей с относительно узкими полосами пропускания. Кварцевые резонаторы и их параметры. Основные типы кварцевых фильтров. Критерии реализуемости полосовых фильтров на элементах LC.
Потенциометр
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 «ПОВЕРКА АВТОМАТИЧЕСКОГО А» Цель работы Изучение принципа действия и конструкции потенциометров. Знакомство с установкой, ее назначением, возможностями,
Прибор ночного видения
Именно с изобретением первого ЭОП в 1934 и началась история ПНВ. Это произошло в исследовательском центре фирмы "Филипс”. Холст с сотоварищами создал первый преобразователь, который был назван «стакан Холста».
Место УСО в АСУ процесса бурения
Одно из главных различий между системами обработки данных и АСУ ТП состоит в том, что последняя должна быть способна в реальном времени получать информацию о состоянии объекта управления, реагировать на эту информацию.