మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్: స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం, రకాలు, ప్రయోజనాలు & దాని అప్లికేషన్‌లు

ది ఎలక్ట్రోమెకానికల్ ట్రాన్స్డ్యూసర్ విద్యుత్ సిగ్నల్‌ను ధ్వని తరంగాలుగా లేదా ధ్వని తరంగాన్ని విద్యుత్ సిగ్నల్‌గా మార్చడానికి ఉపయోగించే పరికరం. ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు మరింత బహుముఖంగా ఉంటాయి & మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ & పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలను కలిగి ఉంటాయి. ప్రస్తుతం పవర్ అల్ట్రాసోనిక్ అప్లికేషన్‌ల కోసం, మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ & పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఉపయోగించే రెండు ప్రాథమిక ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ డిజైన్‌లు ఉన్నాయి. ఎ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ ఎలక్ట్రికల్ నుండి యాంత్రిక శక్తిని మార్చడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థం యొక్క ఆస్తిని ఉపయోగిస్తుంది. అయస్కాంత క్షేత్రంలో శక్తిని యాంత్రిక శక్తిగా మార్చడానికి మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ పదార్థం యొక్క ఆస్తిని ఉపయోగిస్తుంది. ఇక్కడ, అయస్కాంత క్షేత్రం మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ పదార్థం చుట్టూ కప్పబడిన వైర్ కాయిల్ ద్వారా అందించబడుతుంది. కాబట్టి ఈ వ్యాసం a యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ - పని & దాని అప్లికేషన్లు.

మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ అంటే ఏమిటి?

శక్తిని యాంత్రిక శక్తి నుండి అయస్కాంత శక్తికి మార్చడానికి ఉపయోగించే పరికరాన్ని మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ అంటారు. ది మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ పని సూత్రం ఒక రకమైన అయస్కాంత పదార్థాన్ని ఉపయోగిస్తుంది, ఇక్కడ అనువర్తిత డోలనం అయస్కాంత క్షేత్రం పిండుతుంది పరమాణువులు పదార్థం యొక్క, మెటీరియల్ పొడవులో ఆవర్తన మార్పును సృష్టిస్తుంది & అధిక పౌనఃపున్యంతో యాంత్రిక కంపనాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ రకమైన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు ప్రధానంగా తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధులలో ఉపయోగించబడతాయి & ఇవి అల్ట్రాసోనిక్ మ్యాచింగ్ & అల్ట్రాసోనిక్ క్లీనర్ అప్లికేషన్‌లలో చాలా సాధారణం.

మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ యొక్క పనిని క్రింది స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం ఉపయోగించి వివరించవచ్చు. ఈ రేఖాచిత్రం శూన్యత నుండి పూర్తి అయస్కాంతీకరణ వరకు ఉత్పత్తి చేయబడిన స్ట్రెయిన్ మొత్తాన్ని వివరిస్తుంది. ఇది మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ & మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ కోర్ స్ట్రెయిన్‌పై వాటి ప్రభావంతో సెట్ చేయబడిన వివిక్త యాంత్రిక & అయస్కాంత గుణాలుగా విభజించబడింది.

మొదటి సందర్భంలో, పదార్థానికి అయస్కాంత క్షేత్రం వర్తించనప్పుడు ఫిగర్ c చూపిస్తుంది, అప్పుడు ఉత్పత్తి చేయబడిన అయస్కాంత ప్రేరణతో పొడవులో మార్పు కూడా శూన్యంగా ఉంటుంది. అయస్కాంత క్షేత్రం మొత్తం (H) దాని సంతృప్త పరిమితులకు (±Hsat) పెంచబడింది. ఇది అక్షసంబంధ జాతిని 'ఎసాట్'కి పెంచుతుంది. అదనంగా, మాగ్నెటైజేషన్ విలువ Figure-eలో చూపిన +Bsat విలువకు పెంచబడుతుంది లేదా చిత్రంలో చూపిన –Bsatకి తగ్గించబడుతుంది.

'Hs' విలువ గరిష్ట బిందువు వద్ద ఉన్నప్పుడు, అయస్కాంత ప్రేరణ & అత్యధిక స్ట్రెయిన్ సంతృప్తతను పొందవచ్చు. కాబట్టి ఈ సమయంలో, మేము ఫీల్డ్ విలువను పెంచడానికి ప్రయత్నిస్తే, అది పరికరం యొక్క మాగ్నెటైజేషన్ విలువ లేదా ఫీల్డ్‌ను మార్చదు. కాబట్టి, ఫీల్డ్ విలువ సంతృప్తతను తాకినప్పుడు, స్ట్రెయిన్ & మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ విలువలు పెరుగుతాయి మరియు సెంట్రల్ ఫిగర్ వెలుపలి నుండి కదులుతాయి.

రెండవ సందర్భంలో, 'Hs' విలువ స్థిరంగా ఉంచబడినప్పుడు మరియు మేము మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ మెటీరియల్‌పై శక్తి పరిమాణాన్ని పెంచినట్లయితే, పదార్థంలోని సంపీడన పీడనం అక్షసంబంధ స్ట్రెయిన్ & అక్షసంబంధ అయస్కాంతీకరణ విలువలలో తగ్గుదలతో వెనుక వైపుకు పెరుగుతుంది. . ఫిగర్-సిలో, ఫిగర్‌లో అయితే శూన్య మాగ్నెటైజేషన్ కారణంగా ఫ్లక్స్ లైన్‌లు అందుబాటులో లేవు. బి & ఫిగర్. d మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ డ్రైవర్‌లోని మాగ్నెటిక్ డొమైన్ అలైన్‌మెంట్ ఆధారంగా చాలా తక్కువ పరిమాణంలో మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ లైన్‌లను కలిగి ఉంటుంది. ఫిగర్-ఎ ఫ్లక్స్ లైన్‌లను కలిగి ఉంటుంది కానీ వాటి ప్రవాహం రివర్స్ దిశలో ఉంటుంది.

మూర్తి. f అనువర్తిత 'Hs' ఫీల్డ్ & మాగ్నెటిక్ డొమైన్ అమరిక ఆధారంగా ఫ్లక్స్ లైన్‌లను చూపుతుంది. ఇక్కడ ఉత్పత్తి చేయబడిన ఫ్లక్స్ లైన్లు హాల్ ఎఫెక్ట్ సూత్రంతో కొలుస్తారు. కాబట్టి ఈ విలువ శక్తి లేదా ఇన్‌పుట్ స్ట్రెయిన్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ రకాలు

రెండు రకాల మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు ఉన్నాయి; ఆకస్మిక మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్ మరియు ఫీల్డ్-ప్రేరిత మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్.

స్పాంటేనియస్ మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్

క్యూరీ ఉష్ణోగ్రత కింద పరమాణు కదలికల యొక్క అయస్కాంత క్రమం నుండి ఆకస్మిక మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్ సంభవిస్తుంది. ఈ రకమైన మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్ ఇన్వర్ అని పిలువబడే NiFe-ఆధారిత మిశ్రమంలో ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఇది దాని క్యూరీ ఉష్ణోగ్రత వరకు సున్నా ఉష్ణ పెరుగుదలను చూపుతుంది.

పరమాణు అయస్కాంత కదలికల అమరిక మొత్తంలో తగ్గుదల కారణంగా క్యూరీ ఉష్ణోగ్రతకు వేడిచేసినప్పుడు పదార్థం యొక్క సంతృప్త అయస్కాంతీకరణ తగ్గుతుంది. ఈ అమరిక మరియు సంతృప్త అయస్కాంతీకరణ తగ్గినప్పుడు, ఆకస్మిక మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్ & మెటీరియల్ కాంట్రాక్ట్‌ల ద్వారా వాల్యూమ్ యొక్క విస్తరణ కూడా తగ్గుతుంది.

ఇన్వర్ కేస్‌లో, ఆకస్మిక మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్ నష్టం కారణంగా సంభవించే ఈ సంకోచం సాధారణ థర్మల్ వైబ్రేషన్ పద్ధతుల ద్వారా ఏర్పడే విస్తరణకు సమానం & అందువల్ల మెటీరియల్ కొలతలలో ఎటువంటి మార్పు లేదని చూపుతుంది. కానీ క్యూరీ ఉష్ణోగ్రత మీద, సాధారణంగా ఉష్ణ విస్తరణ జరుగుతుంది & ఇకపై అయస్కాంత క్రమం ఉండదు.

ఫీల్డ్ ప్రేరిత మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్

ఫీల్డ్-ప్రేరిత మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్ ప్రధానంగా అనువర్తిత ఫీల్డ్ అప్లికేషన్‌లోని మాగ్నెటిక్ డొమైన్ అమరిక నుండి సంభవిస్తుంది. టెర్ఫెనాల్ పదార్థం అతిపెద్ద ఉపయోగకరమైన మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్‌ను చూపుతుంది, ఇది Tb, Fe మరియు Dy కలయిక. టెర్ఫెనాల్ మెటీరియల్ పొజిషన్ సెన్సార్‌లు, ఫీల్డ్ సెన్సార్‌లు, మెకానికల్ యాక్యుయేటర్‌లు & స్పీకర్‌ల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ అమరిక (లేదా) లోడ్ సెన్సార్‌లు మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ మెటీరియల్ ఒత్తిడిని ఎదుర్కొన్నప్పుడల్లా, పదార్థం యొక్క అయస్కాంతీకరణ మారుతుంది. సాధారణంగా, టెర్ఫెనాల్ యాక్యుయేటర్‌లలో టెర్ఫెనాల్ రాడ్ ఉంటుంది, ఇది అయస్కాంత డొమైన్‌లను రాడ్ పొడవుకు లంబంగా అమర్చడానికి కుదింపు కింద అమర్చబడుతుంది. టెర్ఫెనాల్ రాడ్ చుట్టూ ఒక కాయిల్ ఉపయోగించబడుతుంది, డొమైన్‌లను దాని పొడవు ద్వారా వరుసలో ఉంచడానికి ఒక ఫీల్డ్ రాడ్‌కి వర్తించబడుతుంది.

మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ మధ్య వ్యత్యాసం

మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ మధ్య వ్యత్యాసం క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటుంది.

మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను ఎలా ఎంచుకోవాలి?

మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ని ఎంపిక చేయడం క్రింది స్పెసిఫికేషన్‌ల ఆధారంగా చేయవచ్చు.

• ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ తప్పనిసరిగా ఒక రకమైన అయస్కాంత పదార్థాన్ని ఉపయోగించాలి, తద్వారా ఇది పరస్పర చర్య చేయగలదు మరియు దూరాలను ఖచ్చితంగా మ్యాప్ చేయగలదు.
• ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ తప్పనిసరిగా కాంటాక్ట్-ఫ్రీ & వేర్-ఫ్రీ కొలతలను అనుమతించాలి.
• దీని పరిధి 50 నుండి 2500 మిమీ వరకు ఉండాలి.
• దీని గరిష్ట రిజల్యూషన్ సుమారు 2 µm ఉండాలి.
• గరిష్ట రేఖీయత తప్పనిసరిగా ±0.01 % ఉండాలి.
• స్థానభ్రంశం వేగం 10 m/s కంటే తక్కువగా ఉండాలి.
• అనలాగ్ అవుట్‌పుట్ 0 నుండి 10 V, 4 నుండి 20 mA.
• 24 VDC ±20 % వోల్టేజ్ సరఫరా
• IP67 రక్షణ తరగతి
• ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత తప్పనిసరిగా -30..+75 °C నుండి ఉండాలి.

ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

ది మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ యొక్క ప్రయోజనాలు కింది వాటిని చేర్చండి.

• ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు విశ్వసనీయమైనవి, నిర్వహణ-రహితమైనవి, కార్యాచరణ లోపాలు & మెషిన్ డౌన్‌టైమ్ సంభావ్యతను గణనీయంగా తగ్గిస్తాయి
• మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లకు కాంటాక్ట్ పార్ట్‌లు లేవు, కాబట్టి అవి ఎక్కువ కాలం జీవించగలవు.
• స్థిర కాంటాక్ట్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లతో పోలిస్తే ఇవి మరింత ఖచ్చితమైనవి.
• వారు మంచి సున్నితత్వం, దీర్ఘ-శ్రేణి తనిఖీ, మన్నిక, సులభమైన అమలు మొదలైనవి.

ది మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ యొక్క ప్రతికూలతలు కింది వాటిని చేర్చండి.

• మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు ఖరీదైనవి.
• మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ భౌతిక పరిమాణ పరిమితులను కలిగి ఉంది, కాబట్టి ఇది సుమారుగా 30 kHz కంటే తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద పనిచేయడానికి పరిమితం చేయబడింది.

అప్లికేషన్లు

ది మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ యొక్క అప్లికేషన్లు కింది వాటిని చేర్చండి.

• మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ స్థానం కొలత కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.
• యాంత్రిక శక్తిని అయస్కాంత శక్తిగా మార్చడంలో ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.
  గతంలో, ఈ పరికరం టార్క్ మీటర్లు, హైడ్రోఫోన్‌లు, సోనార్ స్కానింగ్ పరికరాలు, టెలిఫోన్ రిసీవర్‌లు మొదలైన వివిధ అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించబడింది.
• ప్రస్తుతం, ఇది హై-ఫోర్స్ లీనియర్ మోటార్లు, నాయిస్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ లేదా యాక్టివ్ వైబ్రేషన్, మెడికల్ మరియు ఇండస్ట్రియల్ అల్ట్రాసోనిక్, అడాప్టివ్ ఆప్టిక్స్ కోసం పొజిషనర్లు, పంపులు మొదలైన వివిధ పరికరాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు ప్రధానంగా సర్జికల్ టూల్స్, కెమికల్ ప్రాసెసింగ్, మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్ & నీటి అడుగున సోనార్‌లను తయారు చేయడానికి అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి.
• యంత్రాల కదిలే భాగాలలో రోటరీ షాఫ్ట్‌ల ద్వారా అభివృద్ధి చేయబడిన టార్క్‌ను కొలవడానికి మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు ఉపయోగించబడతాయి.
• ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ అప్లికేషన్ రెండు మోడ్‌లుగా విభజించబడింది; జూల్ ఎఫెక్ట్ మరియు మరొకటి విల్లారి ఎఫెక్ట్ అని సూచిస్తుంది. శక్తి అయస్కాంతం నుండి మెకానికల్‌గా మార్చబడినప్పుడు అది యాక్యుయేటర్‌ల విషయంలో శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది & సెన్సార్ల విషయంలో అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని గుర్తించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. యాంత్రిక శక్తి నుండి అయస్కాంత శక్తికి మారినట్లయితే, అది చలనం లేదా శక్తిని గుర్తించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

అందువలన, ఇది మాగ్నెటోస్ట్రిక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ యొక్క అవలోకనం. ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను మాగ్నెటో-ఎలాస్టిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ అని కూడా అంటారు. ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు చాలా ఎక్కువ మెకానికల్ ఇన్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్‌ను కలిగి ఉంటాయి & పెద్ద స్టాటిక్ & డైనమిక్ ఫోర్సెస్, యాక్సిలరేషన్ & ప్రెజర్ యొక్క కొలతకు తగినవి. అవి నిర్మాణాత్మక లక్షణాలలో బలంగా ఉంటాయి మరియు ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లను యాక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లుగా ఉపయోగించినప్పుడు, అవుట్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్ తక్కువగా ఉంటుంది. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న, ఏమిటి మాగ్నెటోస్ట్రిక్షన్ దృగ్విషయమా?