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磁致伸縮式換能器
閱讀�13118時間�2011-02-15 09:03:46

  磁致伸縮�換能�利用了磁致伸縮效�,這時特定合金材料結晶結構的物理特�,即某些鐵磁體及其合�,以及某些鐵氧體中的磁疇,在其自�(fā)磁化方向上的長度可能與其它方向上的不同�

原理

  當有外加磁場作用�,由于這種磁疇將發(fā)生轉(zhuǎn)動,使其磁化方向盡量與外磁場方向趨于一�,從而使該材料沿外磁場方向的長度將發(fā)生變�,表�(xiàn)為彈性應變(當然,這種變形引起的應變是很小�,約�10-5~10-6之間�。這種�(xiàn)象即是磁致伸縮效應。相�,具有磁致伸縮效應的材料在經(jīng)受外加應力或應變�,其磁化強度也會�(fā)生改變,此即為逆磁致伸縮效��

  這樣,在對磁致伸縮材料施以交變磁場時,該材料將沿磁力線方向發(fā)生磁致形�,從而可以在與它表面緊密接觸的介�(zhì)中激�(fā)出機械振動波-超聲泀同�,利用逆磁致伸縮效應則可達到接收超聲波的目的:施加到磁致伸縮材料上的應變(彈性應�-超聲波作用力)將使處在外加磁場中的該材料其磁場的磁通密度發(fā)生變化(此即所謂磁彈性效應),從而使位于該材料表面上的檢測線圈中將因磁通密度變化而產(chǎn)生感應電�,可以用作磁彈性效應的信號,達到接收超聲波的效果(注意磁場方向應和應力方向-超聲波產(chǎn)生的�(zhì)點振動方向一致)�

磁致伸縮的狀�(tài)介紹

  根據(jù)磁致伸縮的變化狀�(tài),可以分為:

  [1]線型磁致伸縮:在�(fā)生應變時,材料的體積不變,但在長度方向上伸縮變化的程度大,這是磁致伸縮式換能器主要應用的類�。但�,它只能在居里溫度以下的情況�(fā)�,若溫度超過居里點后將只能存在體積型磁致伸縮�

  [2]體積型磁致伸縮:在發(fā)生應變時,材料的體積也會�(fā)生變��

材料

  常用于磁致伸縮式換能器的材料有金屬鎳、金屬鈷、鐵鈷合�、鐵鎳合�、鎳鐵氧體、鎳鋅鐵氧體、鎳銅鐵氧體��

應用

  磁致伸縮式換能器主要用于低頻大功率的場合,這與其頻率受限制和受磁性材料特性參�(shù)限制的因素有�,它特別是在功率超聲應用領域中有著廣泛應�,其特點主要是機械強度高,性能�(wěn)�,水密要求低(不會水解)。但�,它的渦流和磁滯損耗較大,電聲�(zhuǎn)換效率不如壓電式換能�,而且通常需要有較大的激勵電能以用于大功率場��

  需要注意的是,在施以交變磁場時,由于趨膚效應的影響會使透入深度受到限制,因此這種磁致伸縮效應所波及的范圍僅限于材料表面。在�(chǎn)生超聲波�,超聲波的強弱取決于材料表層交變磁場的強�,此�,傳聲介�(zhì)與材料表面接觸的緊密程度(聲耦合)也極為重要�

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