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超声波雷达换能器的内部结构(稀土超磁致伸缩材料大功率声)
更新时间:2024-07-07 00:12:09

稀土超磁致伸缩材料具有伸缩系数大、响应速度快(微秒级)、控制精度高(10-1-10-3微米)、能量转换率高(k33=0.76)、产生能量大(可做几十千瓦换能器)、驱动电压低(几十伏到上百伏)、频带宽、抗压强度高(700MPa)、有逆磁致伸缩现象、稳定性好无疲劳失效问题等特点,在换能器方面具有非常明显的优势。

1 水声换能器用于海洋探测技术

在低频大功率换能器方面可以开发出频率为几十至2000赫兹,功率达220dB声源级的大功率低频水声换能器。用其制做的声纳装备舰艇可以增强隐身探测能力,探测距离更远,同时体积小、重量轻。因此,发展铽镝铁大磁致伸缩材料对发展声纳技术、水声对抗技术、海洋开发与探测技术将起到关键性作用。

2 大功率声换能器用于石油开采

大功率声换能器,用于波动采油,在振动源50公里范围内都有不同程度的增产,产量可以提高20%~100%。

3 大功率声换能器用于大功率音响

稀土超磁致伸缩材料声换能器可以在声频的全频带响应,瞬态特性好。由于驱动力大,可以带动多种刚性板发声,发声板可以是木、金属、玻璃、石质等,其功率可以做到千瓦级,是大功率音响设备的发展方向。

4 大功率声换能器用于振动时效

稀土大磁致伸缩材料大功率声换能器振动时效设备,与传统的电机式驱动器相比,其寿命长、频率高,而且可以有一个控制台控制多个振子同步振动完成大工件的振动时效工作。

5 大功率声换能器用于振动焊接和振动铸造

稀土超磁致伸缩材料大功率声换能器用于振动焊接和振动铸造可以改善焊接件焊缝或铸件微观组织、细化晶粒,提高工件的性能。

6 大功率声换能器在地质勘探中的应用

稀土超磁致伸缩材料大功率声换能器用于陆地声呐进行地质勘探,减少了地质勘探中的钻眼数量,提高了勘探准确性,为地质勘探按上了眼睛。

7 超声换能器代替压电陶瓷换能器用于超声清洗等设备

由于稀土大磁致伸缩材料能量密度高,是压电陶瓷的几倍到几十倍,因此,用该材料制作的大功率超声换能器,功率可达到上千瓦。除此之外,稀土超磁致伸缩材料换能器还具有使用电压低、可连续工作等优势,因而安全高效。

8 稀土超磁致伸缩材料声换能器在其它领域的应用

除代替进口压电陶瓷材料换能器应用于传统超声应用领域如超声清洗、超声破碎、超声打孔、超声焊接、超声乳化等方面外,还可产生传统超声换能器不能产生的新物理效应和新的用途,如可使废旧轮胎脱硫再生,可使农作物大幅增产,可加速化学反应,提高聚合物挤出件的性能等。

总之,稀土超磁致伸缩材料大功率声/超声换能器因其功率大、易控制、能连续工作等特点,可以开发出许多新的应用。

超声波雷达换能器的内部结构(稀土超磁致伸缩材料大功率声)1

图1 超磁致伸缩材料陆地声呐换能器

超声波雷达换能器的内部结构(稀土超磁致伸缩材料大功率声)2

图2 稀土超磁致伸缩材料振动焊接换能器

超声波雷达换能器的内部结构(稀土超磁致伸缩材料大功率声)3

图3 稀土超磁致伸缩材料音响换能器

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