इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर: कार्य, प्रकार और इसके अनुप्रयोग

एक ट्रांसड्यूसर एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जिसका उपयोग ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में बदलने के लिए किया जाता है। आम तौर पर, एक ट्रांसड्यूसर ऊर्जा संकेत के एक रूप को ऊर्जा संकेत के दूसरे रूप में बदलता है। एक ट्रांसड्यूसर के उदाहरण हैं; माइक्रोफोन, सौर सेल, गरमागरम प्रकाश बल्ब, विद्युत मोटर आदि। इन उपकरणों का अक्सर उपयोग किया जाता है जहां विद्युत संकेतों को अन्य भौतिक मात्राओं जैसे बल, ऊर्जा, प्रकाश, टोक़, स्थिति, गति आदि में बदल दिया जाता है। विभिन्न प्रकार के ट्रांसड्यूसर जैसे करंट, प्रेशर, मैग्नेटिक फील्ड, थर्मोकपल पीजोइलेक्ट्रिक, विकृति प्रमापक , आपसी प्रेरण, और विद्युत यांत्रिक ट्रांसड्यूसर। यह लेख एक के अवलोकन पर चर्चा करता है इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर - अनुप्रयोगों के साथ काम करना।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर क्या है?

एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर एक प्रकार का उपकरण है जिसका उपयोग या तो एक विद्युत संकेत को ध्वनि तरंगों में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है जैसे लाउडस्पीकर में (या) एक ध्वनि तरंग को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है जैसे कि एक माइक्रोफोन में। दूसरे शब्दों में, यंत्र जो यांत्रिक गति को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है, जाना जाता है इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर . इलेक्ट्रोमेकैनिकल ट्रांसड्यूसर उदाहरण हैं; एक लाउडस्पीकर, एक पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर, एक माइक्रोफोन और स्थायी-चुंबक उपकरण का मापन तंत्र।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर कार्य सिद्धांत

एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर केवल यांत्रिक गति को करंट या वोल्टेज और इसके विपरीत में बदलकर काम करता है। ये ट्रांसड्यूसर मुख्य रूप से स्वचालित नियंत्रण प्रणाली के भीतर सक्रिय तंत्र के रूप में और माप और स्वचालन प्रौद्योगिकी के भीतर यांत्रिक गति के सेंसर के रूप में भी उपयोग किए जाते हैं। इन ट्रांसड्यूसरों का वर्गीकरण इलेक्ट्रोमैग्नेटिक, प्रतिरोधक, मैग्नेटोइलेक्ट्रिक, इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रकारों के रूप में उपयोग किए जाने वाले रूपांतरण सिद्धांत और एनालॉग और डिजिटल प्रकारों जैसे ओ/पी सिग्नल के प्रकार के आधार पर किया जा सकता है।

इस प्रकार के ट्रांसड्यूसर का अनुमान उनकी स्थिर और गतिशील विशेषताओं, संवेदनशीलता E = Δy/Δx, स्थिर सिग्नल त्रुटि, o/p सिग्नल की ऑपरेटिंग फ़्रीक्वेंसी रेंज और स्थिर रूपांतरण त्रुटि के संबंध में लगाया जाता है।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर आरेख

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर जिसका उपयोग कैप्नोग्राफी तकनीक को लागू करने के लिए किया जाता है, नीचे दिखाया गया है। कार्बन डाइऑक्साइड की समाप्ति के अध्ययन को कैपनोमेट्री कहा जाता है। निम्नलिखित आरेख में इलेक्ट्रोमेकैनिकल ट्रांसड्यूसर में एक आईआर प्रकाश स्रोत है जो 2 से 16 माइक्रोन रेंज में व्यापक स्पेक्ट्रम विकिरण उत्पन्न करता है। कैप्नोग्राफी में उपयोग किए जाने वाले आईआर विकिरण स्रोतों में समान उत्सर्जन, उच्च विकिरण, वर्णक्रमीय एकरूपता और बड़े उज्ज्वल क्षेत्र होने चाहिए। वास्तविक स्रोतों से, एक आदर्श ब्लैकबॉडी की तुलना में विकिरण हमेशा कम होता है, जिसमें उच्चतम उत्सर्जन होता है।

क्वार्ट्ज टंगस्टन हलोजन लैंप गर्म फिलामेंट केवल आईआर आउटपुट के पास मजबूत प्रदान करता है। उपरोक्त आरेख में, ब्रॉडबैंड इन्फ्रारेड प्रकाश किरण एक आईआर फ़िल्टर के माध्यम से गुजरती है, फिर यह CO2 के अधिकतम अवशोषण तरंगदैर्ध्य में प्रकाश को प्रसारित करती है जैसे बैंडविड्थ के 0.07 माइक्रोन के साथ 4.26 माइक्रोन। कम आवृत्तियों पर, प्रकाश किरण को घूर्णन हेलिकॉप्टर व्हील के माध्यम से नमूना लिया जाता है। एक बार जब यह पहिया मुड़ जाता है, तो उनकी स्थिति एक ऐसी स्थिति होती है जहां इंफ्रारेड प्रकाश पूरे नमूना कक्ष में संचारित होता है और विकिरण को बाहर निकाली गई हवा के भीतर उपलब्ध CO2 अणुओं के माध्यम से अवशोषित किया जाता है।

दूसरी स्थिति में, अवरक्त प्रकाश पूरे नमूने और संदर्भ कक्षों में प्रसारित होता है। यहाँ, संदर्भ कक्ष को CO2 से सील कर दिया गया है। शेष स्थान पर, कोई भी प्रकाश रोटरी व्हील को पार नहीं करता है। विकिरण जो पूरे पहिए में संचारित होता है, CO2 अणुओं के माध्यम से अवशोषित नहीं किया गया था और केवल फोटोडेटेक्टर द्वारा एकत्र किया जाता है, आमतौर पर एक GeAs photodiode .

स्पंदित फोटोडायोड ओ/पी वर्तमान आवृत्ति नमूने के बराबर है और इसका आयाम संचरित विकिरण की मात्रा के माध्यम से समायोजित किया जाता है। रोगी की सांस में CO2 की सांद्रता तय करने के लिए दोलन संकेत तीव्रता को संसाधित किया जाता है। इसलिए वास्तविक समय में कैप्नोग्राफी तकनीक का उपयोग करके, स्वास्थ्य देखभाल प्रदाताओं द्वारा मरीजों की वेंटिलेशन स्थिति और सांस लेने की संभावित जटिलताओं की निगरानी की जा सकती है।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर प्रकार

विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर हैं जिनकी चर्चा नीचे की गई है।

रैखिक चर अंतर ट्रांसफार्मर

एलवीडीटी एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर है, जिसका उपयोग ऑब्जेक्ट की रेक्टिलाइनियर गति को बदलने के लिए किया जाता है जिससे यह यांत्रिक रूप से एक चर वोल्टेज, करंट या इलेक्ट्रिकल सिग्नल से जुड़ा होता है। एलवीडीटी के बारे में अधिक जानने के लिए कृपया इस लिंक को देखें।

अधिक जानने के लिए कृपया इस लिंक को देखें एलवीडीटी .

इलास्टोमेरिक ट्रांसड्यूसर

इलास्टोमेरिक ट्रांसड्यूसर एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर है जिसका उपयोग विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलने के लिए किया जाता है। इन ट्रांसड्यूसर का अनुकूलन करने वाली बहुलक संरचनाएं मुख्य रूप से ढांकता हुआ के गुणों पर निर्भर करती हैं। अनुकूलित सदस्यों में सिलिकॉन क्यू, पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन पीडीएमएस और सेमीक्रिस्टलाइन पॉलीयूरेथेन पीयूआर शामिल हैं। तो, सेमीक्रिस्टलाइन पॉलीयूरेथेन मुख्य रूप से इसकी ढांकता हुआ स्थिरांक 3 से 10 और उच्च आयनिक चालकता के कारण पसंद किया जाता है, विशेष रूप से ऊंचे तापमान पर। पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन डाइइलेक्ट्रिक कॉन्स्टेंट रेंज तुलनात्मक रूप से 2.5 से 3 तक कम है और सिलिकॉन क्यू सेमीक्रिस्टलाइन पॉलीयूरेथेन के समान है, हालांकि इसमें कम ग्लास संक्रमण तापमान है।

पीजोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर

पीजोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर एक प्रकार का इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर है जिसका उपयोग पीजोइलेक्ट्रिक ZnO नैनोवायरों का उपयोग करके ऊर्जा को मैकेनिकल से इलेक्ट्रिकल में बदलने के लिए किया जाता है जिसे छोटे भौतिक गतियों के माध्यम से सक्रिय किया जा सकता है और आवृत्तियों की एक विशाल श्रृंखला में काम किया जा सकता है। इनके सरल कार्यान्वयन, आत्म-शक्ति प्रकृति, और विद्युत उत्तेजना चिकित्सा जैसे अत्यधिक कुशल ऊर्जा रूपांतरण के कारण, शरीर के उपकरणों के ऊपर मध्यवर्ती शक्ति के लिए सक्रिय पहचान और मानव बायोमैकेनिकल ऊर्जा संचयन के स्थान पर इनका उपयोग अभिनव स्वास्थ्य देखभाल अनुप्रयोगों में किया जाता है।

ढांकता हुआ इलास्टोमर्स

डाइलेक्ट्रिक इलास्टोमर (डीईएस) एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर है, जिसका उपयोग विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलने के लिए किया जाता है। ये इलास्टोमर्स एक्ट्यूएटर और जनरल जैसे दो मोड में काम करते हैं। एक्चुएटर मोड में, यह ऊर्जा को विद्युत से यांत्रिक में बदलता है, जबकि सामान्य मोड में, यह ऊर्जा को यांत्रिक से विद्युत में परिवर्तित करता है। ये स्मार्ट मटेरियल सिस्टम हैं जो बड़े स्ट्रेन उत्पन्न करते हैं। ये इलेक्ट्रोएक्टिव पॉलिमर समूह से संबंधित हैं। इनमें उच्च लोचदार ऊर्जा घनत्व है और हल्के वजन वाले हैं।

फायदे और नुकसान

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर के फायदे नीचे चर्चा की गई है।

• माप उद्देश्यों के लिए ट्रांसमिटिंग और प्रोसेसिंग द्वारा इस ट्रांसड्यूसर आउटपुट का आसानी से उपयोग किया जा सकता है।
• विद्युत प्रणालियों को शक्ति की एक अत्यंत छोटी श्रेणी के साथ नियंत्रित किया जाता है।
• ये ट्रांसड्यूसर घर्षण प्रभाव के साथ-साथ अन्य यांत्रिक गैर-रैखिकताओं को कम करेंगे।
• एकीकृत सर्किट प्रौद्योगिकी के कारण, कई प्रणालियाँ कॉम्पैक्ट, पोर्टेबल और कम वजन वाली हैं।
• यांत्रिक खराबी की कोई संभावना नहीं है।
• मास जड़ता की समस्याओं को कम किया जा सकता है।
• कोई यांत्रिक टूट-फूट नहीं।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर के नुकसान नीचे चर्चा की गई है।

• यह ट्रांसड्यूसर महंगा है।
• सर्किट डिजाइन करते समय, उम्र बढ़ने के प्रभाव और मापदंडों के सक्रिय घटकों के बहाव पर विचार किया जाना चाहिए। तो, यह डिजाइन को जटिल बना देगा।

अनुप्रयोग

एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर के अनुप्रयोग नीचे चर्चा की गई है।

• इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर का उपयोग विद्युत सिग्नल को ध्वनि तरंगों या ध्वनि तरंगों को विद्युत सिग्नल में बदलने के लिए किया जाता है।
• यह ट्रांसड्यूसर भौतिक गति को ओ/पी वोल्टेज, आयाम और चरण में बदलता है जहां ये स्थिति के समानुपाती होते हैं।
• यह ट्रांसड्यूसर एक विद्युत प्रणाली से तरंगें प्राप्त करता है और उन्हें एक यांत्रिक प्रणाली तक पहुंचाता है।
• इनका उपयोग कंपन को मापने के लिए किया जाता है।
• इसका उपयोग रैखिक आउटपुट प्रदान करने के लिए किया जाता है जो कोणीय विस्थापन के इनपुट के समानुपाती होता है।
• एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर जैसे आरवीडीटी मुख्य रूप से कोणीय विस्थापन को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है।
• यह डिवाइस मूविंग पार्ट्स के जरिए सिग्नल को इलेक्ट्रिकल से मैकेनिकल या फिजिकल ओ/पी में बदलता है।
• इस प्रकार के ट्रांसड्यूसर को मुख्य रूप से फिक्स्ड नोजल फ्लैपर सर्वो टैप के भीतर टॉर्क मोटर को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• आरवीडीटी इलेक्ट्रोमेकैनिकल ट्रांसड्यूसर किसी ऑब्जेक्ट की रेक्टिलाइनियर गति को परिवर्तित करता है जिससे यह यांत्रिक रूप से समकक्ष विद्युत सिग्नल में जुड़ा होता है।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर और इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांसड्यूसर में क्या अंतर है?

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर एक ऐसा उपकरण है जो या तो विद्युत संकेत को ध्वनि तरंगों में बदलता है अन्यथा ध्वनि तरंग को विद्युत संकेत में बदलता है। विद्युत रासायनिक ट्रांसड्यूसर का उपयोग विद्युत संकेत के रूप में परिवर्तन की रिपोर्ट करने के लिए किया जाता है जो सीधे विश्लेषण एकाग्रता के समानुपाती होता है।

आप किसी विशेष एप्लिकेशन के लिए सही इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर का चयन कैसे करते हैं?

ऐसे कई पैरामीटर हैं जिन पर ऑपरेटिंग रेंज, सटीकता, ऑपरेटिंग सिद्धांत, संवेदनशीलता, लोडिंग प्रभाव, पर्यावरण संगतता इत्यादि जैसे इलेक्ट्रोमेकैनिकल ट्रांसड्यूसर का चयन करते समय विचार करने की आवश्यकता होती है।

क्या खतरनाक वातावरण में इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर का इस्तेमाल किया जा सकता है?

जब एक इलेक्ट्रोमेकैनिकल ट्रांसड्यूसर खतरनाक वातावरण में किसी भी उपकरण से विद्युत रूप से जुड़ा होता है तो कनेक्शन द्वारा श्रृंखला के भीतर एक विद्युत सुरक्षा बाधा का उपयोग किया जाना चाहिए।

आप एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर को कैसे कैलिब्रेट करते हैं?

मैकेनिकल ट्रांसड्यूसर को सेवा की पूरी अवधि के दौरान कैलिब्रेट किया जाना चाहिए क्योंकि इस ट्रांसड्यूसर की संवेदनशीलता उपयोग के आधार पर बदलती है और उन सामग्रियों पर लागू तनाव जिनसे वे बने हैं। तो, एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर को कैलिब्रेट करने के लिए एक पारस्परिकता विधि का उपयोग किया जाता है जो तकनीक के सिद्धांत का विवरण प्रदान करता है और उसके बाद इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर को कैलिब्रेट करते समय इसके अनुप्रयोग।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर के लिए कुछ सामान्य समस्या निवारण युक्तियाँ क्या हैं?

• समस्या निवारण का उपयोग यह जांचने के लिए किया जाता है कि एक ट्रांसड्यूसर वोल्टमीटर के साथ काम कर रहा है या नहीं। इस ट्रांसड्यूसर को वोल्टमीटर से कनेक्ट करें और उचित उत्तेजना वोल्टेज के माध्यम से ट्रांसड्यूसर को उत्तेजित करें। उसके बाद ट्रांसड्यूसर के आउटपुट वोल्टेज को बिना किसी लोड के मापें।
• सुनिश्चित करें कि भार और दबाव स्थिर हैं या नहीं।
• उत्तेजना बिजली आपूर्ति स्थिरता की जाँच करें।
• वोल्टमीटर के माध्यम से मिलीवोल्ट ओ/पी की जाँच करें।
• RFI या EMI हस्तक्षेप के लिए सुनिश्चित करें।

इस प्रकार, यह इलेक्ट्रोमैकेनिकल का अवलोकन है ट्रांसड्यूसर - काम कर रहा है सिद्धांत, प्रकार, फायदे, नुकसान और अनुप्रयोग। एक ट्रांसड्यूसर जो एक विद्युत प्रणाली से तरंगें प्राप्त करता है और उन्हें एक यांत्रिक प्रणाली तक पहुंचाता है, उसे विद्युत चुम्बकीय ट्रांसड्यूसर के रूप में भी जाना जाता है। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, ट्रांसड्यूसर क्या है?