L’aplicació de l’ecografia en el camp del microcontrol
En els darrers anys, s'han desenvolupat prop de mil tipus de dispositius d'aplicació a l'estranger i s'han aprovat més de 100 patents nord-americanes.
(1) Aplicació al camp de detecció
Investigueu i feu servir l’efecte magnetostrictiu positiu o invers de materials magnetostrictius gegants per fabricar diversos components que detectin camp magnètic, tensió, desplaçament, parell, pressió i corrent. Segons el principi que els materials magnetostrictius gegants de les terres rares produeixen tensió en un camp magnètic, es poden combinar amb díodes làser o materials PZT per fabricar diversos magnetòmetres. El 1991, RChung de la Universitat d'Iowa va desenvolupar una magnetostricció gegant. Prototip de magnetòmetre de díode làser. La Marina dels Estats Units ha desenvolupat un mesurador de tensió magnetostrictiu que utilitza materials magnetostrictius gegants, que és comparable als mesuradors tradicionals de semiconductors.
Té un rang dinàmic més gran, una sensibilitat i una precisió més altes i la seva dependència de la temperatura és petita, la banda de freqüència mesurable és més àmplia i la tensió mesurable és més petita. La companyia japonesa Toshiba MSahashi de&# 39 va inventar un sensor de parell de contacte fabricat amb pel·lícula magnetostrictiva, que té un gran rang dinàmic, resposta ràpida i sensibilitat 10 vegades superior a la d’un tensiómetre fabricat amb una pel·lícula de resistència metàl·lica tradicional. .
(2) Aplicació en transductor magnètic (elèctric) -mecànic
El transductor mecànic (elèctric) basat en material magnetostrictiu gegant té els avantatges d’un gran desplaçament, força forta, resposta ràpida, alta fiabilitat, petita deriva, baixa tensió de conducció, etc., per la qual cosa s’utilitza en mecanitzats d’ultra precisió, micro -motor, control de vibracions, etc. I la maquinària de fluids i altres camps d'enginyeria han mostrat bones perspectives d'aplicació, i és un nou tipus de component d'accionament intel·ligent amb un gran potencial.
(3) Aplicació en mecanitzats d’ultra precisió. Els sistemes de posicionament d’extrema precisió amb precisions de nanòmetres i superiors utilitzen majoritàriament elements d’actuació basats en materials ceràmics piezoelèctrics, amb poca potència de sortida, i s’han de prendre mesures efectives per evitar problemes de curtcircuit i avaria causats per la força d’impacte i l’alt voltatge de conducció. El desplaçament de sortida de l’element gegant d’acció magnetostrictiva és desenes de vegades el de l’actuador electroestrictiu i pot funcionar a baixa impedància. Hiroshi Eda de la Universitat Ibaraki de Japó i Kobayashi de Toshiba Corporation han dissenyat un actuador magnetostrictiu gegant amb una precisió de posicionament de nanòmetres i l’han aplicat amb èxit al dispositiu de microalimentació d’un gran torn de diamant òptic.
(4) Aplicació en micro motors. Els materials que es poden utilitzar per a components d’accionament de micromotors inclouen principalment materials electro-reològics, aliatges amb memòria de forma, ceràmica piezoelèctrica i materials magnetostrictius gegants. Entre ells, els basats en materials magnetostrictius gegants
El rendiment del micro motor és superior i la possibilitat d'aplicació és molt àmplia. Cedrat Recher va desenvolupar i provar per primera vegada un motor gegant de fricció magnetostrictiva. L’estator del motor està compost per un anell i dos actuadors lineals magnetostrictius gegants. Produeix dos modes de vibració: translació i flambatge, i utilitza un desplaçament de fase de 90 °. Acoblament per generar vibració el·líptica, mitjançant aquesta vibració el·líptica i mitjançant fricció per transmetre el moviment als dos rotors. Alemanya L. Kiesew et ter va utilitzar Terfenol
La barra D va desenvolupar amb èxit un motor de cuc de polzada. Quan la bobina s’energia i la seva posició canvia, les barres magnetostrictives gegants s’expandeixen i es contrauen alternativament, per tant s’enfilen cap endavant com un cuc. Els Estats Units JMV Ranish i altres van desenvolupar un motor de pas rotatiu que utilitzava materials magnetostrictius gegants i el principi de la peristaltisme.
(5) Aplicació en el camp del control de vibracions. El mecanisme actiu de reducció de vibracions i de reducció de soroll utilitza sensors per detectar el senyal de desplaçament de la vibració de l'objecte de reducció de vibracions i emet un corresponent senyal de control a l'actuador després de ser processat pel controlador. L’actuador produeix desplaçaments iguals i oposats per contrarestar la vibració. Utilitzant un actuador magnetostrictiu gegant com a actuador
El sistema de reducció de soroll i vibracions actiu de l’estructura té les característiques de bones freqüències de baixa freqüència, l’atenuació màxima de les vibracions pot arribar al 70% i el rang de freqüències és de 0-5 kHz. Japó&# 39, Oh mate K., va utilitzar Terfenol-D per dissenyar un dispositiu de control de vibracions semi-actiu tipus braç de tres enllaços, que pot reduir les vibracions causades per terratrèmols i forts vents. El dispositiu pot generar friccions i parells de fricció controlables en tres direccions rectes o rotatives. Els Estats Units MA nja nappa, etc. seran un actuador magnetostrictiu gegant
S’aplica al control actiu de les vibracions i el seu principi de treball s’analitza teòricament i experimentalment. Per primera vegada, es dóna el model matemàtic bàsic de l’actuador magnetostrictiu gegant tenint en compte l’efecte tèrmic.
(6) Aplicació en maquinària de fluids. Actualment, els convertidors d’energia elèctrica (magnètica) mecànica magnetostrictiva gegant s’utilitzen àmpliament en diverses vàlvules, sistemes d’injecció de combustible i micro bombes. Una empresa sueca va utilitzar Terfenol-D per accionar vàlvules d’injecció de combustible i va sol·licitar una patent. El Japó va fabricar una bomba de diafragma en miniatura amb Terfenol-D; ABB a Suècia va dissenyar una bomba de fluid amb Terfenol-D com a element motriu.
