2. Nội dung và ý nghĩa đề tài
2.6.6 Hiệu ứng từ giảo và các biến tử
Các biến tử từ giảo thường được chế tạo từ các vật liệu sắt từ, thường là kim loại như là nickel, cobalt, và sắt cĩ khả năng dễ bị từ hĩa và cĩ biểu hiện hiện tượng từ giảo hoặc hiệu ứng Joule. Khi một thanh làm từ một trong những vật liệu này được đặt trong một từ trường, nĩ sẽ bị thay đổi độ dài tăng lên hoặc giảm xuống, phụ thuộc vào bản chất của vật liệu và cường độ của từ trường. Dù sức căng là dương hay âm thì nĩ cũng khơng phụ thuộc vào hướng của từ trường. Vì vậy khi thay đổi hướng của từ trường thì hướng của sức căng cũng khơng thay đổi nghĩa là một sự tăng chiều dài vẫn là tăng.
Hiệu ứng từ giảo cũng cĩ thể được quan sát thấy trong các vật liệu phi kim loại như ferrit. Chúng cĩ ưu điểm là dẫn điện kém, khơng bị làm nĩng quá nhiệt do dịng điện xốy được hình thành do cảm ứng bởi dịng điện xoay chiều kích thích từ trường tuần hồn.
Tuy nhiên, do cĩ tính chất cơ học kém, nên chúng thường khơng được dùng để chế tạo biến tử siêu âm.
Các biến tử từ giảo thường được chế tạo theo dạng thanh trịn và được bao bọc bởi một cuộn dây (hình 2.23). Một dịng điện xoay chiều đi qua cuộn dây tạo ra
_____________________________________________________________________________________
Giáo viên hướng dẫn : TS. Thái Thị Thu Hà Thực hiện : Nguyễn Nhật Quang 38 một từ trường xoay chiều cĩ cùng tần số ; quá trình này tạo ra những dao động dọc của thanh.
Hình 2.23 – Biểu đồ mơ tả phương pháp kích thích một biến tử từ giảo cĩ dạng hình thanh.
Vì độ dãn nở của thanh chỉ phụ thuộc vào cường độ của từ trường đặt vào và khơng phụ thuộc vào hướng của chúng nên các dao động này xảy ra ở tần số gấp đơi tần số của từ trường và cĩ dạng một dịng điện xoay chiều được chỉnh lưu khơng trơn phẳng, hoặc đĩ là những dao động cĩ biên độ thấp và chứa nhiều tần số khơng mong muốn. Với trường hợp biến tử gốm phân cực, khuyết điểm này khắc phục được bằng sự phân cực từ. Tương tự với các biến tử áp điện, hiệu suất cực đại của dao động nhận được ở tần số cộng hưởng cơ bản. Các hiệu ứng điều hịa được giảm đến mức thấp nhất bằng cách tăng các điểm nút.
Các biến tử từ giảo rất ít được sử dụng trong kiểm tra khơng phá hủy ngoại trừ trường hợp sử dụng sĩng Lamb trong kiểm tra mẫu dạng dây kim loại. Tuy nhiên, các ứng dụng siêu âm cho cơng việc khoan, làm sạch thì phải dựa vào hiện tượng từ giảo.