La aplicación de ultrasonidos en el campo del microcontrol
En los últimos años, se han desarrollado casi mil tipos de dispositivos de aplicación en el extranjero, y se han aprobado más de 100 patentes estadounidenses.
(1) Aplicación en el campo de detección
Investigue y utilice el efecto magnetostrictivo positivo o inverso de materiales magnetostrictivos gigantes para fabricar diversos componentes que detectan el campo magnético, la tensión, el desplazamiento, el par, la presión y la corriente. De acuerdo con el principio de que los materiales magnetostrictivos gigantes de tierras raras producen tensión en un campo magnético, se pueden combinar con diodos láser o materiales PZT para hacer varios magnetómetros. En 1991, RChung de la Universidad de Iowa desarrolló una magnetostricción gigante. Prototipo de magnetómetro de diodo láser. La Armada de los Estados Unidos ha desarrollado un medidor de tensión magnetostrictivo utilizando materiales magnetostrictivos gigantes, que es comparable a los medidores de tensión semiconductores tradicionales.
Tiene un rango dinámico más grande, mayor sensibilidad y precisión, y su dependencia de temperatura es pequeña, la banda de frecuencia medible es más ancha y la tensión medible es más pequeña. La empresa japonesa de Toshiba MSahashi y otros inventaron un sensor de par de contacto hecho de película magnetostrictiva, que tiene un gran rango dinámico, respuesta rápida y sensibilidad 10 veces mayor que un medidor de tensión torsional hecho de una película de resistencia al metal tradicional.
(2) Aplicación en transductor magnético (eléctrico)-mecánico
El transductor magnético (eléctrico) mecánico basado en material magnetostrictivo gigante tiene las ventajas de gran desplazamiento, fuerza fuerte, respuesta rápida, alta fiabilidad, baja deriva, baja tensión de conducción, etc., por lo que se utiliza en el mecanizado de ultra-precisión, micromotor, control de vibración, etc. Y la maquinaria fluida y otros campos de ingeniería han mostrado buenas perspectivas de aplicación, y es un nuevo tipo de componente de accionamiento inteligente con gran potencial.
(3) Aplicación en mecanizado de ultrapre precisión. Los sistemas de posicionamiento de ultrapre precisión con precisiónes de nanómetros y superiores utilizan principalmente elementos actuadores basados en materiales cerámicos piezoeléctricos, que tienen baja potencia de salida, y se deben tomar medidas eficaces para evitar problemas de avería y cortocircuito causados por la fuerza de impacto y la alta tensión de conducción. El desplazamiento de salida del elemento de accionamiento magnetostrictivo gigante es docenas de veces el del actuador electroestrictivo, y puede funcionar a baja impedancia. Hiroshi Eda, de la Universidad de Ibaraki en Japón, y Kobayashi de Toshiba Corporation han diseñado un actuador magnetostrictivo gigante con una precisión de posicionamiento de nanómetros y lo han aplicado con éxito al dispositivo de microcongelación de un gran torno óptico de diamante.
(4) Aplicación en micromotores. Los materiales que se pueden utilizar para componentes de accionamiento de micromotores incluyen principalmente materiales electro-reológicos, aleaciones de memoria de forma, cerámica piezoeléctrica y materiales magnetostrictivos gigantes. Entre ellos, los basados en materiales magnetostrictivos gigantes
El rendimiento del micromotor es superior y el prospecto de la aplicación es muy amplio. Cedrat Recher che desarrolló y probó un motor de fricción magnetostrictiva gigante por primera vez. El estator del motor se compone de un anillo y dos actuadores lineales magnetostrictivos gigantes. Produce dos modos de vibración: traducción y pandeo, y utiliza un desplazamiento de fase de 90o. Acoplamiento para generar vibración elíptica, utilizando esta vibración elíptica y utilizando la fricción para transmitir movimiento a los dos rotores. Alemania L. Kiesew et ter utiliza Terfenol
La varilla D desarrolló con éxito un motor de gusano de pulgada. Cuando la bobina está energizada y su posición cambia, las varillas magnetostrictivas gigantes se expanden y contraen alternativamente, arrastrándose así hacia adelante como un gusano. Los Estados Unidos J M V Ranish y otros desarrollaron un motor giratorio que utilizaba materiales magnetostrictivos gigantes y el principio de la peristalsis.
(5) Aplicación en el campo del control de vibraciones. El mecanismo activo de reducción de vibración y reducción de ruido utiliza sensores para detectar la señal de desplazamiento de vibración del objeto de reducción de vibración y emite una señal de control correspondiente al actuador después del procesamiento por parte del controlador. El actuador produce desplazamientos iguales y opuestos para contrarrestar la vibración. Uso de actuador magnetostrictivo gigante como actuador
El sistema activo de vibración y reducción de ruido de la estructura tiene las características de buenas características de baja frecuencia, la atenuación de vibración máxima puede alcanzar el 70% y el rango de frecuencia es de 0-5 kHz. El japonos Oh mate K. utilizó Terfenol-D para diseñar un dispositivo de control de vibración semiactivo de tres brazos, que puede reducir las vibraciones causadas por terremotos y fuertes vientos. El dispositivo puede generar fricción controlable y par de fricción en tres direcciones rectas o giratorias. Los Estados Unidos MA nja nappa, etc. serán actuador magnetostrictivo gigante
Se aplica al control activo de la vibración, y su principio de trabajo se analiza teórica y experimentalmente. Por primera vez, se da el modelo matemático básico del actuador magnetostrictivo gigante teniendo en cuenta el efecto térmico.
(6) Aplicación en maquinaria fluida. En la actualidad, los convertidores de energía eléctricos (magnéticos) mecánicos magnetostrictivos gigantes se utilizan ampliamente en varias válvulas, sistemas de inyección de combustible y microbombas. Una empresa sueca utilizó Terfenol-D para conducir válvulas de inyección de combustible y solicitó una patente. Japón hizo una bomba de diafragma en miniatura con Terfenol-D; ABB en Suecia diseñó una bomba de fluidos con Terfenol-D como elemento de conducción.
