磁致伸縮�換能�利用了磁致伸縮效�(yīng),這時特定合金材料�(jié)晶結(jié)�(gòu)的物理特�,即某些鐵磁體及其合金,以及某些鐵氧體中的磁�,在其自�(fā)磁化方向上的長度可能與其它方向上的不同�
�(dāng)有外加磁場作用時,由于這種磁疇將發(fā)生轉(zhuǎn)�,使其磁化方向盡量與外磁場方向趨于一致,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(yīng)變(�(dāng)�,這種變形引起的應(yīng)變是很小�,約�10-5~10-6之間)。這種�(xiàn)象即是磁致伸縮效�(yīng)。相反,具有磁致伸縮效應(yīng)的材料在�(jīng)受外加應(yīng)力或�(yīng)變時,其磁化強度也會�(fā)生改�,此即為逆磁致伸縮效�(yīng)�
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�。同樣,利用逆磁致伸縮效�(yīng)則可�(dá)到接收超聲波的目的:施加到磁致伸縮材料上的應(yīng)變(彈性應(yīng)�-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�(yīng)�,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�(yīng)電勢,可以用作磁彈性效�(yīng)的信�,達(dá)到接收超聲波的效果(注意磁場方向�(yīng)和應(yīng)力方�-超聲波產(chǎn)生的�(zhì)點振動方向一致)�
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(yīng)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�(yīng)用的類型。但�,它只能在居里溫度以下的情況�(fā)生,若溫度超過居里點后將只能存在體積型磁致伸��
[2]體積型磁致伸縮:在發(fā)生應(yīng)變時,材料的體積也會�(fā)生變��
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�、鎳鋅鐵氧體、鎳銅鐵氧體��
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�(guān),它特別是在功率超聲�(yīng)用領(lǐng)域中有著廣泛�(yīng)用,其特點主要是機械強度�,性能�(wěn)�,水密要求低(不會水解)。但�,它的渦流和磁滯損耗較�,電聲轉(zhuǎn)換效率不如壓電式換能器,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�(yīng)的影響會使透入深度受到限制,因此這種磁致伸縮效應(yīng)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�,此外,傳聲介質(zhì)與材料表面接觸的緊密程度(聲耦合)也極為重要�
維庫電子通,電子知識,一查百��
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