نوع محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية: مقارنة بين محول التقبُّض المغناطيسي ومحول الطاقة الكهرضغطية

نوع محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية: مقارنة بين محول التقبض المغناطيسي والمحول الكهرضغطية

هناك نوعان من محولات الطاقة لتوليد الموجات الصوتية المطلوبة للعملية: كهرضغطية ومقبض مغناطيسي. على الرغم من أن وظائفها كافية لجعلها مكانًا في السوق ، إلا أن كل نوع من محولات الطاقة فوق الصوتية له خصائصه الخاصة ، مما يجعله أكثر ملاءمة لمهام محددة. من أجل مقارنتها ، من الضروري دراسة كيفية عملها وخصائص كل منها.

1. مبدأ العمل

تستخدم التكنولوجيا الكهروإجهادية بلورة ذات خصائص كهربائية خاصة مصنوعة من تيتانات زركونات الرصاص. في محول الطاقة ، هذه المادة البلورية لها سلكان متصلان بأوجه متقابلة. ثم يتم تجميع البلورة والأسلاك في الغلاف بين الصفيحتين المعدنيتين. عندما يتدفق التيار عبر الأسلاك ويدخل البلورة ، يتغير شكل البلورة بسرعة وتتوسع. عندما يتم إنهاء التيار ، تعود البلورة إلى شكلها الأصلي. يقوم محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية باستخدام هذه التقنية بتدوير التيار بسرعة عبر البلورة بتردد محدد ، وبالتالي توليد تأثير الرنين.

مبدأ العمل لمحول طاقة الموجات فوق الصوتية المغناطيسية هو أن المعادن الغنية بالحديد تتمدد وتتقلص عندما تتعرض لمجال مغناطيسي. للاستفادة من هذا السلوك ، يتم لف النوى المعدنية الغنية بالحديد بأسلاك نحاسية. ثم يتم احتواء المكون في خزان. عندما يمر التيار عبر السلك النحاسي ، يتمدد القلب المعدني ويطول. مثل محول الطاقة الكهرضغطية ، ينتج التيار عند تردد محدد تأثير الرنين.

2. طريقة ثابتة

يتم استخدام مادة لاصقة لربط محول الطاقة الكهرضغطية بالموجات فوق الصوتية بغلاف منظف الموجات فوق الصوتية. عندما تم تقديم تقنية كهرضغطية لأول مرة ، تسبب هذا في مشاكل لأن المادة اللاصقة ستضعف وتفشل في النهاية. نظرًا لتطور التكنولوجيا الهندسية التي يمكن استخدامها في صناعة الطائرات ، لم يعد هذا القيد موجودًا. على الرغم من الاستخدام المتكرر ، لا تزال المواد اللاصقة الحديثة لا تسمح بربط محول الطاقة.

يتم لحام غلاف محول التقبض المغناطيسي مباشرة بخزان المنظف بالموجات فوق الصوتية ، مما يوفر رابطة قوية يصعب كسرها.

3. تردد محول بالموجات فوق الصوتية

الحالة المثالية للتنظيف بالموجات فوق الصوتية هي العمل بتردد 40 كيلو هرتز -70 كيلو هرتز ، ولكن لا يزال من الممكن تنفيذ العملية في نطاق واسع من 25 كيلو هرتز إلى 170 كيلو هرتز.

يمكن أن تعمل محولات الطاقة فوق الصوتية التي تعمل بالموجات فوق الصوتية المغناطيسية فقط عند ترددات تصل إلى 30 كيلو هرتز ، مما يعني أن استخداماتها القابلة للتطبيق مقيدة بشكل كبير. في هذه الحالة ، يكون أفضل استخدام لنظام التنظيف بالموجات فوق الصوتية لمحول التقبض المغناطيسي هو الآلات الكبيرة التي تحتوي على ملوثات يصعب إزالتها. يجب ألا تتطلب العملية أيضًا تنظيفًا شاملاً للآلة. يمكن استخدام مثال على هذا التطبيق في خط معالجة الطلاء الكهربائي.

من ناحية أخرى ، يمكن أن يعمل محول الطاقة الكهرضغطية بالموجات فوق الصوتية في النطاق الكامل من 25 كيلو هرتز إلى 170 كيلو هرتز ، مما يجعل استخدامه متنوعًا للغاية.

4. استهلاك الطاقة

يجب على محولات الطاقة فوق الصوتية التي تعمل بالموجات فوق الصوتية أن تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة مغناطيسية ، ثم تستخدمها لتوليد طاقة ميكانيكية. ستولد العملية برمتها الكثير من الطاقة المهدرة ، والتي عادة ما تُهدر في شكل طاقة حرارية.

يمكن لمحول الطاقة الكهرضغطية بالموجات فوق الصوتية تحويل تيار الجهد المنخفض إلى طاقة ميكانيكية في خطوة واحدة ، مما يجعلها عالية الكفاءة. لذلك ، يمكن لمحول الطاقة الكهرضغطية أداء المزيد من العمل مع استهلاك نفس الكمية من الطاقة الكهربائية.

5. مستوى الضوضاء محول بالموجات فوق الصوتية المتأصلة

عندما يتم إنشاء ترددات توافقية ، عادةً ما يتم إنتاج الترددات شبه التوافقية كمنتجات طبيعية. تردد التشغيل لمعظم محولات الطاقة الكهرضغطية هو 40 كيلو هرتز أو أعلى ، مما يعني أن أول التوافقية الفرعية المتولدة هي 20 كيلو هرتز ، وهو ما يتجاوز نطاق السمع البشري الطبيعي.

تعمل محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية المغناطيسية عادةً بتردد 30 كيلو هرتز أو أقل ، مما ينتج عنه ترددات صوتية شبه متناسقة. هذه الترددات تبدو هي نفسها صوت همهمة الكهرباء ذات الجهد العالي أو المحولات التي تُسمع عن قرب. عندما يتم تركيب محولات تقبض مغناطيسي متعددة في نفس خزان التنظيف بالموجات فوق الصوتية ، فإن مستوى الضوضاء يتطلب استخدام معينات سمعية واقية.

6. العمر المتوقع لمحول الطاقة بالموجات فوق الصوتية

تستخدم محولات الطاقة الكهرضغطية أولاً بلورات الكوارتز ، وبمرور الوقت ، ستفقد بلورات الكوارتز قوتها في النهاية. منذ ذلك الحين ، ابتكر المهندسون مواد خزفية شبه موصلة يمكن أن تكون قديمة من خلال عملية خاصة ، وبالتالي تقليل مقدار التآكل بعد تجميع المكونات.

بالاقتران مع المركبات البلورية الجديدة ، تكون مدة خدمتها طويلة مثل تلك الخاصة بالمحولات التقبضية المغناطيسية ، وتتمتع محولات التقبض المغناطيسي دائمًا بعمر خدمة طويل.