灵科超声波

超声波的产生(五)

返回列表 来源: 发布日期: 2023.06.05

磁致伸缩振子

铁磁体在磁化时变形的现象(磁致伸缩)已为人们所知,特别是磁化方向的长度变化被称为Joule效应。图10显示了各种磁性材料的磁致伸缩,如Alfer.合金(Al 12%,Fe88%),如Ni,或如铁的复杂现象。实际的磁致伸缩振荡器使用的是Ni和Alfer合金。磁致伸缩常数01


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E是杨氏模量,03是伸长应变,H是磁场强度。


磁致伸缩与电致伸缩一样,由于磁致伸缩的编码不随磁场的编码而变化,因此为了使其在交流磁场中振动,必须给予直流偏倚磁化。为此,如图11所示,重载直流或将永磁体推入磁路。


磁致伸缩振荡器是由层压板制成的,以防止过流损耗,但径向振动的圆输型。或多为沿长度方向振动的角型物体。前者是指平均圆周等于一个波长时的大致谐振频率。例如,平均圆周为20cm的镍环形振荡器的谐振频率为48 kc/s,磁致伸缩振荡器通常用于10~100 kc/s的振动频率。


磁致伸缩振子的等效电路如图13所示,R是线圈的直流电阻,还包括过流损耗和磁滞损耗。L是线圈的电感,R+jωL是制动阻抗。磁致伸缩振子与压电晶体振子不同,由于电流与驱动力相对应,因此动阻抗与振子的机械导纳成正比。谐振时,动阻抗仅为电阻Rm,但与机械电阻rm的倒数成正比。


由于谐振时的电机转换效率为Rm/(R+Rm),因此需要减小R以增加该效率。对于普通磁致伸缩振荡器,该效率为60%左右(水中),而对于使用铁氧体的振荡器,由于其涡流损耗较小,该效率非常高,可以达到95%左右。但是,在机械强度方面,当然落后于镍振子。


机械电阻rm除宽度射电阻rr外,还包括材料的内部摩擦,支撑部分的电阻等,机械声转换效率为rr/rm,当一面加载水时,机械声转换效率为70%左右,电声转换效率为40%左右。


磁致伸缩振荡器即使在谐振(当有液体负载时)时也具有低阻抗。


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