Что такое ультразвуковой генератор?

Что такое ультразвуковой генератор?

Ультразвуковые волны — это воздушные колебания с частотой 20 килогерц или выше, и это звуки, которые не ощущаются человеком.

Чтобы создать эти ультразвуковые волны, необходимо заставить объект вибрировать на высокой частоте и вызвать вибрацию воздуха вокруг объекта. Обычно используются так называемые пьезоэлектрические элементы.

Это основано на свойстве, известном как пьезоэлектрический эффект, при котором пьезоэлектрический элемент растягивается или сжимается при подаче на него напряжения в зависимости от полярности напряжения.

Когда переменное напряжение подается от электрода, подключенного к пьезоэлектрическому элементу, элемент вибрирует с высокой скоростью из-за пьезоэлектрического эффекта, генерируя ультразвуковые волны.

Применение ультразвуковых генераторов

Ультразвуковые генераторы используются в широком спектре приложений, от повседневных ситуаций до промышленных областей.

Например, их можно использовать для производства эмульсий или подготовки образцов или пигментов в жидкостях, содержащих жидкие или твердые частицы.

Ультразвуковые волны часто используются в академических и промышленных областях для очистки механических и электронных деталей.

В увлажнителях ультразвуковые генераторы используются для распыления жидкости с целью получения тумана.

Принцип работы ультразвуковых генераторов

Пьезоэлектрические элементы, используемые в ультразвуковых генераторах, представляют собой тип керамики, изготовленной из таких материалов, как оксид титана или оксид бария, которые обжигаются и закаляются при высоких температурах.

Одной из характеристик этих элементов является то, что при приложении внешнего давления внутри элемента генерируется напряжение.

Причина генерации напряжения при приложении давления к твердому телу заключается в искажении кристаллической структуры в твердом теле, вызванном давлением.

Положительные и отрицательные ионы располагаются внутри твердого тела, и внешние силы искажают положение этих ионов, что приводит к смещению заряда внутри твердого тела.

В результате возникает электрическая поляризация, генерирующая напряжение внутри твердого тела.

И наоборот, можно понять, что кристаллическая структура изменяется из-за приложения напряжения, а положение ионов изменяется электрическим полем, что приводит к изменению толщины твердого тела.

Когда к этому пьезоэлектрическому элементу прикладывается высокочастотное переменное напряжение, элемент быстро расширяется и сжимается, производя продольные волны (звук) с высокой скоростью, которые излучаются как ультразвуковые волны.