L’application de l’échographie dans le domaine du micro-contrôle
Ces dernières années, près d’un millier de types de dispositifs d’application ont été développés à l’étranger, et plus de 100 brevets américains ont été approuvés.
(1) Application dans le champ de détection
Rechercher et utiliser l’effet positif ou inverse magnétostrictif des matériaux magnétostrictifs géants pour fabriquer divers composants qui détectent le champ magnétique, la souche, le déplacement, le couple, la pression et le courant. Selon le principe selon lequel les matériaux magnétostrictifs géants de terres rares produisent de la tension dans un champ magnétique, ils peuvent être combinés avec des diodes laser ou des matériaux PZT pour fabriquer divers magnétomètres. En 1991, RChung de l’Université de l’Iowa a développé une magnétostriction géante. Prototype de magnétomètre à diode laser. L’US Navy a mis au point une jauge de contrainte magnétostrictive à l’aide de matériaux magnétostrictifs géants, comparables aux jauges de contrainte semi-conducteurs traditionnelles.
Il a une plus grande plage dynamique, une sensibilité et une précision plus élevées, et sa dépendance à la température est faible, la bande de fréquence mesurable est plus large, et la souche mesurable est plus petite. La société japonaise Toshiba MSahashi et d’autres ont inventé un capteur de couple de contact fait de film magnétostrictif, qui a une large gamme dynamique, une réponse rapide et une sensibilité 10 fois plus élevée qu’une jauge de contrainte torsionnelle faite d’un film de résistance aux métaux traditionnel.
(2) Application dans le transducteur magnétique (électrique)-mécanique
Le transducteur mécanique magnétique (électrique) basé sur le matériau magnétostrictif géant a les avantages d’un grand déplacement, d’une force forte, d’une réponse rapide, d’une grande fiabilité, d’une petite dérive, d’une basse tension de conduite, etc., de sorte qu’il est utilisé dans l’usinage ultra-précis, le micro-moteur, le contrôle des vibrations, etc. Et les machines fluides et d’autres domaines d’ingénierie ont montré de bonnes perspectives d’application, et c’est un nouveau type de composant d’entraînement intelligent avec un grand potentiel.
(3) Application en usinage ultra-précis. Les systèmes de positionnement ultra-précis avec précision des nanomètres et surtout utiliser des éléments d’actionneur basés sur des matériaux céramiques piézoélectriques, qui ont une faible puissance de sortie, et des mesures efficaces doivent être prises pour prévenir les problèmes de panne et de court-circuit causés par la force d’impact et la haute tension de conduite. Le déplacement de sortie de l’élément d’entraînement magnétostrictif géant est des dizaines de fois celui de l’actionneur électrostrictif, et il peut fonctionner à faible impedance. Hiroshi Eda de l’Université d’Ibaraki au Japon et Kobayashi de Toshiba Corporation ont conçu un actionneur magnétostrictif géant avec une précision de positionnement des nanomètres et l’ont appliqué avec succès au dispositif de micro-alimentation d’un grand tour de diamant optique.
(4) Application dans les micro-moteurs. Les matériaux qui peuvent être utilisés pour les composants d’entraînement micro-moteur comprennent principalement des matériaux électro-rhéologiques, alliages de mémoire de forme, céramique piézoélectrique, et des matériaux magnétostrictifs géants. Parmi eux, ceux basés sur des matériaux magnétostrictifs géants
Les performances du micro moteur sont supérieures et la perspective d’application est très large. Cedrat Recher che a développé et testé pour la première fois un moteur à friction magnétostrictive géant. Le stator du moteur est composé d’un anneau et de deux actionneurs linéaires magnétostrictifs géants. Il produit deux modes de vibration : la traduction et le flambage, et utilise un décalage de phase de 90°. Couplage pour générer des vibrations elliptiques, en utilisant cette vibration elliptique et en utilisant le frottement pour transmettre le mouvement aux deux rotors. Allemagne L. Kiesew et ter utilisé Terfenol
D tige a développé avec succès un moteur inchworm. Lorsque la bobine est dynamisée et que sa position change, les tiges magnétostrictives géantes se dilatent et se contractent alternativement, se faufilant ainsi vers l’avant comme un ver. Les États-Unis J M V Ranish et d’autres ont développé un moteur rotatif à pas utilisant des matériaux magnétostrictifs géants et le principe de péristase.
(5) Application dans le domaine du contrôle des vibrations. Le mécanisme actif de réduction des vibrations et du bruit utilise des capteurs pour détecter le signal de déplacement des vibrations de l’objet de réduction des vibrations, et produit un signal de commande correspondant à l’actionneur après traitement par le contrôleur. L’actionneur produit des déplacements égaux et opposés pour contrer la vibration. Utilisation de l’actionneur magnétostrictif géant comme actionneur
Le système actif de réduction des vibrations et du bruit de la structure a les caractéristiques de bonnes caractéristiques de basse fréquence, l’atténuation maximale des vibrations peut atteindre 70%, et la plage de fréquence est de 0-5kHz. Le Japonais Oh mate K. a utilisé Terfenol-D pour concevoir un dispositif de contrôle des vibrations semi-actif de type bras à trois maillons, qui peut réduire les vibrations causées par les tremblements de terre et les vents forts. L’appareil peut générer une friction contrôlable et un couple de frottement dans trois directions droites ou rotatives. L’actionneur magnétostrictif géant MA nja des États-Unis, etc.
Il est appliqué au contrôle actif des vibrations, et son principe de travail est analysé théoriquement et expérimentalement. Pour la première fois, le modèle mathématique de base de l’actionneur magnétostrictif géant compte tenu de l’effet thermique est donné.
(6) Application dans les machines fluides. À l’heure actuelle, les convertisseurs d’énergie électriques (magnétiques)-mécaniques magnétostrictifs géants sont largement utilisés dans diverses vannes, systèmes d’injection de carburant et micro pompes. Une société suédoise a utilisé Terfenol-D pour conduire des vannes d’injection de carburant et a demandé un brevet. Le Japon a fait une pompe miniature de diaphragme avec Terfenol-D ; ABB en Suède a conçu une pompe à fluide avec Terfenol-D comme élément moteur.
