Εφαρμογή
ID 25
Όνομα Magnetostrictive Transducers - Mαγνητοσυστολικοί μετατροπείς
Εικόνα
Σύντομη περιγραφή Κατά το σχεδιασμό φερριτών υλικών, συνήθως ψάχνουμε για χαμηλή ή σχεδόν μηδενική μαγνητοσυστολή, επειδή αυτό οδηγεί σε υψηλή διαπερατότητα και χαμηλές απώλειες. Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις όπου μπορούμε να επωφεληθούμε από τη μαγνητοσυστολή. Μια τέτοια περίπτωση συμβαίνει όταν χρειάζεται οι μετρατροπείς να μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια ταλάντωσης ή ακουστική κίνηση. Όταν μαγνητική ενέργεια μετατρέπεται, αυτές οι συσκευές ονομάζονται μαγνητοσυστολικές ή μαγνητομηχανικές συσκευές. Ορισμένες εφαρμογές τους είναι οι υπερηχητικές διατάξεις καθαρισμού, κατεργασίας, γραμμές καθυστέρησης σήματος, και συσκευές για την παραγωγή και την ανίχνευση υποβρύχιων ήχων (σόναρ) για την υποβρυχίων, ψαριών κ.λπ.
Περιγραφή

Κατά το σχεδιασμό φερριτών υλικών, συνήθως ψάχνουμε για χαμηλή ή σχεδόν μηδενική μαγνητοσυστολή, επειδή αυτό οδηγεί σε υψηλή διαπερατότητα και χαμηλές απώλειες. Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις όπου μπορούμε να επωφεληθούμε από τη μαγνητοσυστολή. Μια τέτοια περίπτωση συμβαίνει όταν χρειάζεται οι μετρατροπείς να μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια ταλάντωσης ή ακουστική κίνηση. Όταν μαγνητική ενέργεια μετατρέπεται, αυτές οι συσκευές ονομάζονται μαγνητοσυστολικές ή μαγνητομηχανικές συσκευές. Ορισμένες εφαρμογές τους είναι οι υπερηχητικές διατάξεις καθαρισμού, κατεργασίας, γραμμές καθυστέρησης σήματος, και συσκευές για την παραγωγή και την ανίχνευση υποβρύχιων ήχων (σόναρ) για την υποβρυχίων, ψαριών κ.λπ.
Η υψηλή μαγνητοσυστολή είναι μια απαραίτητη συνθήκη  για το υλικό. Επιπλέον θα πρέπει επίσης να διαθέτει υψηλή αντίσταση, υψηλό σημείο Curie και υψηλό μαγνητομηχανικό συντελεστή σύζευξης. Το τελευταίο αναφέρεται στη σύζευξη μεταξύ τoυ μηχανικού συντονισμού του κατασκευαστικού στοιχείου (που σχετίζεται με τις διαστάσεις) και του ηλεκτρικού συντονισμού. Ο συντελεστής ποιότητας για κάθε ένα από τους δύο συντονισμούς δίνεται από τον παράγοντα Q του συστήματος. Και οι δύο θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν υψηλότεροι.
Τα κράματα κοβαλτίου και τα οξείδια εμφανίζουν υψηλές μαγνητοσυστολές αλλά απαιτούν υψηλή ισχύ για να έλθουν σε κατάσταση κόρου. Το νικέλιο και τα κράματα του χρησιμοποιούνται συχνά επειδή έχουν χαμηλότερες απαιτήσεις ισχύος. Οι φερρίτες είναι πολύ χρήσιμοι σε υψηλές συχνότητες (πάνω από MHz), αλλά η ευθραυστότητά τους είναι ένα πρόβλημα στις μηχανικές εφαρμογές. Εξαρτήσεις όπως από της διαπερατότητας από τη θερμοκρασία είναι σημαντικές, καθώς αυτές οι συσκευές μπορεί να λετουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες. Ορισμένοι φερρίτες είναι πολύ σταθεροί από αυτή την άποψη.

Εικόνα http://www.instrumentationtoday.com/wp-content/uploads/2011/08/Magnetostrictive-transducers.jpg
Βίντεο https://www.comsol.com/video/keynote-multiphysics-models-magnetostrictive-transducer-design
Πηγή κειμένου Handbook of modern ferromagnetic materials, A. Goldman, B.S., Springer Science+Business Media New York, Ferrite Technology Worldwide, (1st edition), 1999.