Пьезоэлектрические преобразователи

Пьезоэлектрические преобразователи используют для получения высоких частот и ультразвука максимальной интенсивности.

Прямой пьезоэффект — это возникновение зарядов на гранях кристаллов некоторых веществ, при их растяжении и сжатии. Обратным пьезоэффектом, т. е. механическими колебаниями кристалла под действием переменного электрического поля, пользуются для получения ультразвуковых колебаний. Пьезоэлектрическим эффектом обладают естественные и искусственные кристаллы: кварц, сегнетова соль, турмалин, титанат бария и др. Сегнетова соль обладает значительно большим пьезоэффектом, чем кварц, но использование ее ограничено высокой растворимостью соли в воде, а также малой механической прочностью. Кристаллы кварца обладают анизотропностью. Для получения продольных волн используют кварцевые пластины х-среза, т. е. вырезанные из кристалла кварца перпендикулярно полярной оси х. Для получения поперечных колебаний применяют пластины у-среза. Эти пластины используют крайне редко. Толщина пластин предопределяет собственную частоту колебаний пластин х-среза.

Наиболее интенсивные колебания возникают при подаче на пластину достаточно высокого напряжения, частота которого совпадает с собственной частотой колебания вибратора. Кварцевые излучатели создают высокие частоты (до 5...6 МГц) при высокой интенсивности звука (до 102 Вт/см²). Электрическое напряжение к пластине подводят через ее поверхность, покрытую тонким слоем серебра.

Кристалл помещается в кварцедержатель (рис. ). В опорном диэлектрическом кольце устанавливается свинцовая пластина с воздушной подушкой, напряжение к кварцу с нанесенным на него посеребрением подается через бронзовую втулку и свинцовую пластину, причем пружина осуществляет роль демпфера. Свинцовая пластина, кроме контролирующего элемента, выполняет функцию отражателя ультразвука. Так как отражение происходит в соответствующей фазе, амплитуда резонансных колебаний увеличивается в 2 раза.

В последнее время распространение получили пластины из титаната бария, обладающие большим, чем у кварца, пьезоэлектрическим модулем, что позволяет при значительно меньших напряжениях получать тот же эффект, что и кварца.

Использование ультразвука

Пищевые продукты представляют собой не однородные гетерагенные среды в силу чего воздействие на них ультразвуком сложно и многообразно. Ультразвук используется:

7. для имульгирования и диспергирования жидкости

8. Для фильтрации

9. Для одработки неоднородных газовых систем

10. Сушки

11. Различных дифузионных и массообменныз процессов

для мойки стеклянной тары