Магнитострикционный эффект ультразвука. Пьезопреобразователь

Этот эффект проявляется у разных ферромагнитных металлов и сплавов в различной степени. Высокой магнитострикцией обладает никель и пермендюр, которые чаще всего используются при изготовлении магнитострикционных ультразвуковых преобразователей.

Магнитострикционный преобразователь аппаратов УРСК7Н-22 представляет собой пакет склеенных между собой тонких пластин из никеля Н-1. На пакете размещена обмотка для возбуждения в нем переменного высокочастотного поля. Преобразователь приклеен к коническо-цилиндрическому концентратору энергии ультразвука, изготовленному из алюминиевого сплава. Преобразователь и коническая часть концентратора закрыты перфорированным кожухом с резьбой-крышкой и удерживаются в нем на демпфирующих резиновых элементах.

Явление деформации кристаллов под действием электрического поля называется обратным пьезоэлектрическим эффектом. Сущность его заключается в том, что приложенное к пьезоэлектрику электрическое поле вызывает изменение величины и направления дипольного момента, связанного с изменением расположения ионов. В настоящее время в ультразвуковой технике широко применяются пьезокерамика (титанат бария ВаТЮз и цирконаттитанат свинца ЦТС). Пьезокерамический преобразователь для антимикробной обработки выполнен в виде пакета из двух колец-пьезоэлементов (пьезокерамика ЦТС-19), излучающей и отражающей накладок.
Пакет стягивается при помощи центральной шпильки, что улучшает условия работы пьезоэлементов.

пьезопреобразователь

Важным фактором, определяющим выбор частоты, является условие возникновения ультразвуковой кавитации. Экспериментально установлено, что при применяемых мощностях ультразвуковых излучателей развитая кавитация существует при частотах 20—50 кГц. В качестве рабочей частоты в аппаратах УРСК7Н-18, УРСК7Н-22 использована частота 26,5 кГц.

В отсутствие кавитации излучаемая в среду акустическая мощность пропорциональна квадрату колебательной скорости излучателя и акустическому сопротивлению среды. Кавитация вызывает «разрыхление» жидкости. При этом резко увеличивается ее сжимаемость. Смесь воды и воздушных кавитационных пузырьков имеет меньшие по сравнению с водой скорость распространения звука и акустическое сопротивление. Из-за этого зависимость между звуковым давлением и колебательной скоростью становится нелинейной, что затрудняет расчет удельной акустической мощности излучателей, работающих на кавитирующую жидкость.

Экспериментально установлено, что для излучателя, нагруженного на кавитирующую жидкость, при одном и том же амплитудном значении колебательной скорости эффективное сопротивление излучения на частоте 20— 100 кГц примерно в три раза меньше волнового сопротивления некавитирующей воды с содержанием воздуха около 30%.

На основании этого вывода имеется возможность выразить удельную акустическую мощность, излучаемую в кавитирующую жидкость, через параметры излучателя и свойства среды.

Оптимальное значение удельной акустической мощности для технологических процессов очистки в водных средах составляет 2 Вт/см2. Акустические свойства изотонического солевого раствора характеризуют следующие величины: плотность р = 0,9996 г/см3, скорость звука С = 1510 м/с.

- Читать далее "Свойства пьезопреобразователей. Низкочастотный ультразвук в лечении перитонита"

Оглавление темы "Ультразвук при перитоните":
1. Реакция брюшины на ультразвук. Транспорт веществ под действием ультразвука
2. Микропотоки веществ в брюшине под действием ультразвука. Эффекты ультразвука на диффузию
3. Влияние ультразвука на бактерии. Ультразвуковая кавитация
4. Пульсации кавитационных пузырьков. Обработка инфицированных ран ультразвуком
5. Магнитострикционный эффект ультразвука. Пьезопреобразователь
6. Свойства пьезопреобразователей. Низкочастотный ультразвук в лечении перитонита
7. Чувствительность к антибиотикам при воздействии ультразвука. Влияние ультразвука на стенку бактерии
8. Адгезивная способность бактерий под ультразвуком. Влияние ультразвука на золотистый стафилококк
9. Снижение вирулентности под действием ультразвука. Хемотаксис после ультразвука
10. Фагоцитоз под действием ультразвука. Исследование ультразвука

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: