Pietsosähköiset muuntimet
Sähköpulssien muuntaminen mekaanisiksi värähtelyiksi ja palautettujen mekaanisten värähtelyjen muuntaminen takaisin sähköenergiaksi on ultraäänitestauksen perusta. Aktiivinen elementti on anturin sydän, koska se muuntaa sähköenergian akustiseksi energiaksi ja päinvastoin. Aktiivinen elementti on pohjimmiltaan polaroitua materiaalia (ts. Jotkin molekyylin osat ovat positiivisesti varautuneita, kun taas muut molekyylin osat ovat negatiivisesti varautuneita) elektrodeilla, jotka on kiinnitetty kahteen sen vastakkaisesta pinnasta. Kun sähkökenttä levitetään materiaalin yli, polarisoidut molekyylit kohdistuvat sähkökenttään, jolloin saadaan aikaan indusoituja dipoleja materiaalin molekyyli- tai kiderakenteessa. Tämä molekyylien kohdistus johtaa materiaalin muuttumiseen. Tätä ilmiötä kutsutaan sähköstaattiseksi. Lisäksi pysyvästi polarisoitu materiaali, kuten kvartsi (Si02) tai bariumtitanaatti (BaTiO3) tuottaa sähkökentän, kun materiaali muuttaa mittoja määrätyn mekaanisen voiman seurauksena. Tämä ilmiö tunnetaan pietsosähköisenä vaikutuksena.
Useimpien nykyisin käytettävien akustisten muuntimien aktiivinen elementti on pietsosähköinen keraaminen, joka voidaan leikata eri tavoin erilaisten aaltomuotojen tuottamiseksi. Suuren pietsosähköisen keraamisen elementin voi nähdä leikatun matalan taajuusmuuttajan kuvassa. Ennen pietsosähköisen keramiikan syntymistä 1950-luvun alussa käytettiin pääasiassa kvartsikiteistä valmistettuja pietsosähköisiä kiteitä ja magnetostriktiivisiä materiaaleja. Aktiivista elementtiä kutsutaan toisinaan vanhaksi ajastimiksi NDT-kentässä. Kun pietsosähköinen keramiikka otettiin käyttöön, niistä tuli pian hallitseva materiaali muuntimille niiden hyvien pietsosähköisten ominaisuuksien ja niiden helppokäyttöisyyden vuoksi erilaisissa muodoissa ja koossa. Ne toimivat myös matalalla jännitteellä ja ovat käyttökelpoisia noin 300 ° C: seen saakka. Yleisesti käytetty ensimmäinen pietsokeraaminen oli bariumtitanaatti, ja sitä seurasi 1960-luvulla lyijy-zirkonaatti-titanaattikoostumukset, jotka ovat nyt yleisimmin käytetty keraaminen muuntimien valmistamiseksi. Joissakin sovelluksissa käytetään myös uusia materiaaleja, kuten pietsopolymeerejä ja komposiitteja .
Aktiivisen elementin paksuus määräytyy anturin halutulla taajuudella. Ohut kiekkoelementti värähtelee aallonpituudella, joka on kaksi kertaa sen paksuus. Siksi pietsosähköiset kiteet leikataan paksuuteen, joka on 1/2 haluttua säteilevää aallonpituutta. Mitä suurempi anturin taajuus, sitä ohuempi aktiivinen elementti. Ensisijainen syy siihen, että korkeataajuisia kontaktiantureita ei tuoteta, johtuu siitä, että elementti on hyvin ohut ja liian herkkä.
ALTRASONIC-anturi voi räätälöidä sovelluksissasi, sopivan tyypin mukaan ja antaa sinulle ammattimaisen ratkaisun.
