ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসার: স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম, প্রকার, সুবিধা এবং এর প্রয়োগ

দ্য ইলেক্ট্রোমেকানিক্যাল ট্রান্সডুসার একটি যন্ত্র যা একটি বৈদ্যুতিক সংকেতকে শব্দ তরঙ্গে বা একটি শব্দ তরঙ্গকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়। এই ট্রান্সডুসারগুলি আরও বহুমুখী এবং এতে ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ এবং পাইজোইলেকট্রিক ডিভাইস রয়েছে। বর্তমানে পাওয়ার আল্ট্রাসোনিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ এবং পাইজোইলেকট্রিক ব্যবহৃত দুটি মৌলিক ট্রান্সডুসার ডিজাইন রয়েছে। ক পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার বৈদ্যুতিক থেকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করার জন্য একটি পাইজোইলেকট্রিক উপাদানের সম্পত্তি ব্যবহার করে। একটি ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসার একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যে শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করার জন্য একটি চৌম্বকীয় পদার্থের সম্পত্তি ব্যবহার করে। এখানে, চৌম্বক ক্ষেত্রটি তারের একটি কুণ্ডলীর মাধ্যমে সরবরাহ করা হয় যা চৌম্বকীয় পদার্থের চারপাশে আবৃত থাকে। তাই এই নিবন্ধটি একটি ওভারভিউ আলোচনা ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসার - কাজ এবং এর অ্যাপ্লিকেশন।

ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসার কি?

একটি যন্ত্র যা শক্তিকে যান্ত্রিক থেকে চৌম্বকীয় শক্তিতে পরিবর্তন করতে ব্যবহৃত হয় তাকে ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসার বলে। দ্য ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসার কাজের নীতি এক ধরনের চৌম্বকীয় উপাদান ব্যবহার করে যেখানে একটি প্রয়োগকৃত দোদুল্যমান চৌম্বক ক্ষেত্র চাপ দেবে পরমাণু উপাদানের, উপাদান দৈর্ঘ্যের মধ্যে একটি পর্যায়ক্রমিক পরিবর্তন তৈরি করে এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি যান্ত্রিক কম্পন তৈরি করে। এই ধরনের ট্রান্সডুসারগুলি প্রধানত নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে ব্যবহৃত হয় এবং এটি অতিস্বনক মেশিনিং এবং অতিস্বনক ক্লিনার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে খুব সাধারণ।

ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসার স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম

একটি ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসারের কাজ নিম্নলিখিত পরিকল্পিত চিত্রটি ব্যবহার করে বর্ণনা করা যেতে পারে। এই চিত্রটি শূন্য থেকে সম্পূর্ণ চুম্বকীয়করণ পর্যন্ত উত্পাদিত স্ট্রেন পরিমাণ ব্যাখ্যা করে। এটি পৃথক যান্ত্রিক এবং চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলিতে বিভক্ত যা চৌম্বকীয় আবেশন এবং চৌম্বকীয় মূল স্ট্রেনের উপর তাদের প্রভাবে সেট করা হয়।

প্রথম ক্ষেত্রে, চিত্র c দেখায় যখন উপাদানটিতে চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয় না, তখন দৈর্ঘ্যের মধ্যে পরিবর্তনটিও উত্পাদিত চৌম্বক আবেশের সাথে শূন্য হয়ে যায়। চৌম্বক ক্ষেত্রের পরিমাণ (H) এর স্যাচুরেশন সীমাতে (±Hsat) বৃদ্ধি করা হয়। এটি অক্ষীয় স্ট্রেনকে 'esat' এ বৃদ্ধি করে। উপরন্তু, চৌম্বকীয়করণের মান চিত্র-ই-এ দেখানো +Bsat মান পর্যন্ত বাড়ানো হবে অথবা চিত্রে দেখানো -Bsat-এ কমে যাবে।

যখন 'Hs' মান তার সর্বোচ্চ বিন্দুতে থাকে, তখন চৌম্বকীয় আবেশ এবং সর্বোচ্চ স্ট্রেন স্যাচুরেশন অর্জন করা যেতে পারে। সুতরাং এই মুহুর্তে, যদি আমরা ক্ষেত্রের মান বাড়ানোর চেষ্টা করি, তবে এটি ডিভাইসের চুম্বকীয়করণ মান বা ক্ষেত্র পরিবর্তন করবে না। সুতরাং, যখন ক্ষেত্রের মান স্যাচুরেশনে আঘাত করে, তখন স্ট্রেন এবং চৌম্বকীয় আবেশের মান বৃদ্ধি পাবে এবং কেন্দ্রীয় চিত্রের বাইরের দিকে সরে যাবে।

দ্বিতীয় ক্ষেত্রে, যখন 'Hs' মান স্থির রাখা হয় এবং যদি আমরা চৌম্বকীয় পদার্থের উপর বলের পরিমাণ বাড়াই, তাহলে উপাদানের মধ্যে সংকোচনশীল চাপ বিপরীত দিকে বাড়বে এবং অক্ষীয় স্ট্রেন এবং অক্ষীয় চুম্বকীয়করণের মান হ্রাস পাবে। . চিত্র-সি-তে, নাল চুম্বককরণের কারণে কোনও ফ্লাক্স লাইন উপলব্ধ নেই যেখানে চিত্রে। খ এবং চিত্র। d-এর ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ড্রাইভারের চৌম্বকীয় ডোমেন সারিবদ্ধতার উপর ভিত্তি করে অনেক কম মাত্রার চৌম্বকীয় প্রবাহ রেখা রয়েছে। চিত্র-ক-এ ফ্লাক্স লাইন আছে কিন্তু তাদের প্রবাহ হবে বিপরীত দিকে।

চিত্র। f প্রয়োগকৃত 'Hs' ক্ষেত্র এবং চৌম্বকীয় ডোমেন বিন্যাসের উপর ভিত্তি করে ফ্লাক্স লাইন দেখায়। এখানে উত্পাদিত ফ্লাক্স লাইনগুলি হল ইফেক্ট নীতির সাথে পরিমাপ করা হয়। সুতরাং এই মানটি বল বা ইনপুট স্ট্রেনের সমানুপাতিক হবে।

ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসারের প্রকারভেদ

দুই ধরনের ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসার আছে; স্বতঃস্ফূর্ত ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন এবং ফিল্ড-ইনডিউড ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন।

স্বতঃস্ফূর্ত ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন

স্বতঃস্ফূর্ত ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন কিউরি তাপমাত্রার অধীনে পারমাণবিক মুহূর্তের চৌম্বকীয় ক্রম থেকে ঘটে। এই ধরনের ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন ইনভার নামক NiFe-ভিত্তিক সংকর ধাতুতে ব্যবহার করা হয় এবং এটি কিউরি তাপমাত্রা পর্যন্ত শূন্য তাপ বৃদ্ধি দেখায়।

পারমাণবিক চৌম্বকীয় মুহুর্তের বিন্যাসের পরিমাণের মধ্যে হ্রাসের কারণে কিউরি তাপমাত্রায় গরম করার সময় উপাদানটির স্যাচুরেশন চুম্বকীয়করণ হ্রাস পায়। যখন এই বিন্যাস এবং সম্পৃক্তি চুম্বককরণ হ্রাস পায়, তখন স্বতঃস্ফূর্ত চৌম্বকীয় বন্ধন এবং উপাদান সংকোচনের মাধ্যমে আয়তনের প্রসারণও হ্রাস পায়।

ইনভার ক্ষেত্রে, স্বতঃস্ফূর্ত ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন ক্ষতির কারণে এই সংকোচনটি সাধারণ তাপীয় কম্পন পদ্ধতির মাধ্যমে সৃষ্ট প্রসারণের সমতুল্য এবং তাই উপাদানটি দেখাবে মাত্রার মধ্যে কোন পরিবর্তন নেই। কিন্তু কিউরি তাপমাত্রার উপরে, সাধারণত তাপীয় সম্প্রসারণ ঘটে এবং আর কোন চৌম্বক ক্রম থাকে না।

ফিল্ড ইনডিউসড ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন

ক্ষেত্র-প্ররোচিত ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন প্রধানত প্রধানত একটি প্রয়োগকৃত ক্ষেত্রের প্রয়োগে চৌম্বকীয় ডোমেন বিন্যাস থেকে ঘটে। টেরফেনল উপাদানটি সবচেয়ে বড় উপযোগী ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন দেখায়, যা Tb, Fe এবং Dy এর মিশ্রণ। টেরফেনল উপাদান পজিশন সেন্সর, ফিল্ড সেন্সর, মেকানিক্যাল অ্যাকচুয়েটর এবং স্পিকারগুলির জন্য ব্যবহার করা হয়।

ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ বিন্যাস (বা) লোড সেন্সরগুলি কেবল এই সত্যটির মাধ্যমে কাজ করে যে যখনই একটি চৌম্বকীয় উপাদান একটি স্ট্রেন অনুভব করে, উপাদানটির চুম্বককরণ পরিবর্তন হবে। সাধারণত, টেরফেনল অ্যাকচুয়েটরগুলির মধ্যে একটি টেরফেনল রড থাকে যা রডের দৈর্ঘ্যে চৌম্বকীয় ডোমেনগুলিকে লম্বভাবে সাজানোর জন্য সংকোচনের অধীনে সাজানো হয়। টেরফেনল রডের চারপাশে একটি কয়েল ব্যবহার করা হয়, ডোমেনগুলিকে তার দৈর্ঘ্যের মাধ্যমে লাইন আপ করার জন্য রডে একটি ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়।

ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ এবং পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসারের মধ্যে পার্থক্য

একটি ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ এবং পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসারের মধ্যে পার্থক্য নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত করে।

একটি ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসার কীভাবে চয়ন করবেন?

একটি ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসার নির্বাচন নীচের স্পেসিফিকেশনের উপর ভিত্তি করে করা যেতে পারে।

• এই ট্রান্সডুসারকে অবশ্যই এক ধরনের চৌম্বকীয় উপাদান ব্যবহার করতে হবে যাতে এটি ইন্টারঅ্যাক্ট করতে পারে এবং দূরত্ব ঠিকভাবে ম্যাপ করতে পারে।
• ট্রান্সডুসারকে অবশ্যই যোগাযোগ-মুক্ত এবং পরিধান-মুক্ত পরিমাপের অনুমতি দিতে হবে।
• এর পরিসীমা 50 থেকে 2500 মিমি হতে হবে।
• এর সর্বোচ্চ রেজোলিউশন প্রায় 2 µm হওয়া উচিত।
• সর্বোচ্চ রৈখিকতা ±0.01 % হতে হবে।
• স্থানচ্যুতি গতি 10 মি/সেকেন্ডের কম হওয়া উচিত।
• এনালগ আউটপুট 0 থেকে 10 V, 4 থেকে 20 mA।
• 24 ভিডিসি ±20 % ভোল্টেজ সরবরাহ
• IP67 সুরক্ষা ক্লাস
• অপারেটিং তাপমাত্রা -30..+75 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে হতে হবে।

সুবিধাগুলি এবং অসুবিধাগুলি

দ্য ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসারের সুবিধা নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• এই ট্রান্সডুসারগুলি নির্ভরযোগ্য, রক্ষণাবেক্ষণ-মুক্ত, অপারেশনাল ত্রুটি এবং মেশিনের ডাউনটাইমের সম্ভাবনা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে
• ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসারগুলির যোগাযোগের অংশ থাকে না, তাই তাদের দীর্ঘ জীবন থাকে।
• স্থির যোগাযোগের ট্রান্সডুসারের তুলনায় এগুলি আরও নির্ভুল।
• তাদের ভাল সংবেদনশীলতা, দীর্ঘ-পরিসর পরিদর্শন, স্থায়িত্ব, সহজ বাস্তবায়ন ইত্যাদি রয়েছে।

দ্য ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসারের অসুবিধা নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসারগুলি ব্যয়বহুল।
• ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসারের শারীরিক আকারের সীমাবদ্ধতা রয়েছে, তাই এটি প্রায় 30 kHz ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করতে সীমাবদ্ধ।

অ্যাপ্লিকেশন

দ্য একটি ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসারের অ্যাপ্লিকেশন নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসার অবস্থান পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়।
• এই ট্রান্সডিউসার যান্ত্রিক শক্তিকে চৌম্বকীয় শক্তিতে রূপান্তর করতে একটি মূল ভূমিকা পালন করে।
  পূর্বে, এই ডিভাইসটি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহার করা হয়েছিল যার মধ্যে রয়েছে টর্ক মিটার, হাইড্রোফোন, সোনার স্ক্যানিং ডিভাইস, টেলিফোন রিসিভার ইত্যাদি।
• বর্তমানে, এটি উচ্চ-শক্তি রৈখিক মোটর, শব্দ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা বা সক্রিয় কম্পন, চিকিৎসা ও শিল্প অতিস্বনক, অভিযোজিত অপটিক্সের জন্য অবস্থানকারী, পাম্প ইত্যাদির মতো বিভিন্ন ডিভাইস তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।
• এই ট্রান্সডুসারগুলি মূলত অস্ত্রোপচারের সরঞ্জাম, রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ, উপাদান প্রক্রিয়াকরণ এবং পানির নিচে সোনার তৈরির জন্য তৈরি করা হয়।
• ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসারগুলি মেশিনের চলমান অংশগুলির মধ্যে ঘূর্ণমান শ্যাফ্ট দ্বারা বিকাশিত টর্ক পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়।
• এই ট্রান্সডুসার অ্যাপ্লিকেশনটি দুটি মোডে বিভক্ত; জুল প্রভাব বোঝায় এবং অন্যটি ভিলারি প্রভাব। যখন চৌম্বক থেকে যান্ত্রিক শক্তি রূপান্তরিত হয় তখন এটি অ্যাকচুয়েটরের ক্ষেত্রে বল তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় এবং সেন্সরের ক্ষেত্রে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র সনাক্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। যদি যান্ত্রিক থেকে চৌম্বকীয় শক্তি পরিবর্তিত হয় তবে এটি গতি বা বল সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়।

সুতরাং, এটি ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ট্রান্সডুসারের একটি ওভারভিউ। এই ট্রান্সডুসারকে ম্যাগনেটো-ইলাস্টিক ট্রান্সডুসারও বলা হয়। এই ট্রান্সডিউসারগুলি অত্যন্ত উচ্চ যান্ত্রিক ইনপুট প্রতিবন্ধকতা ধারণ করে এবং বৃহৎ স্থিতিশীল এবং গতিশীল শক্তি, ত্বরণ এবং চাপ পরিমাপের জন্য উপযুক্ত। এগুলি গঠনগত বৈশিষ্ট্যে শক্তিশালী এবং যখন এই ট্রান্সডুসারগুলিকে সক্রিয় ট্রান্সডুসার হিসাবে ব্যবহার করা হয়, তখন আউটপুট প্রতিবন্ধকতা কম হবে। এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, কি ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন ঘটমান বিষয়?