কিভাবে পিজো অ্যাকোস্টিক ট্রান্সডুসারগুলিকে সংকোচন ডিভাইসে সংকুচিত করা যায়

আপনি যা শিখবেন:

• পাইজো ইলেকট্রিক প্রযুক্তির ব্যাপক প্রয়োগ।
• কেন যন্ত্রপাতিগুলিকে ক্ষুদ্রতর করে তোলার প্রবণতা এবং একই সাথে যথার্থতা বজায় রাখার প্রবণতা ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য চ্যালেঞ্জ সৃষ্টি করে?
• কিভাবে মাল্টিফিজিক্স সফটওয়্যার সরঞ্জামগুলি পাইজো ইলেকট্রিক অ্যাকোস্টিক ট্রান্সডুসার ডিজাইনের অন্তর্নিহিত মাল্টিফিজিক্স চ্যালেঞ্জগুলি সমাধান করতে পারে।

ইলেকট্রনিক পণ্যগুলির ক্রমবর্ধমান ক্ষুদ্রীকরণ এবং পরিশীলন, যা ভোক্তা মিডিয়া ডিভাইস থেকে চিকিৎসা ডায়াগনস্টিক সরঞ্জামগুলিতে প্রতিরক্ষা সম্পর্কিত সোনার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে বিস্তৃত,এটি গ্রাহকদের জন্য উপযোগীতা এবং সহজতা প্রদান করে এবং ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য একটি চলমান চ্যালেঞ্জ।এই দৃশ্যত ভিন্ন পণ্যগুলি (অডিও / মোবাইল ডিভাইস স্পিকার, নির্দিষ্ট নন-ইনভেসিভ মেডিকেল ডিভাইস,এবং সোনার অ্যারে) উভয় উত্পাদন এবং শাব্দ সংকেত গ্রহণের জন্য পাইজো ইলেকট্রিক ট্রান্সডুসারগুলির উপর নির্ভর করে.

২০শ শতাব্দীর প্রথমার্ধ থেকে যান্ত্রিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করার ক্ষমতা এবং বিপরীতভাবে পাইজো-বৈদ্যুতিক উপকরণগুলি মূল্যবান।একবিংশ শতাব্দীর প্রযুক্তি দাবি করে যে এই একই উপকরণগুলি আরও ছোট এবং ছোট প্যাকেজগুলির মধ্যে আরও বেশি শব্দ বা আরও সুনির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি তৈরি করেযতটা সম্ভব কম শক্তি ব্যবহার করে।

পাইজো-বৈদ্যুতিক ধারণকারী ডিভাইসগুলি ডিজাইন করার চ্যালেঞ্জটি প্রকৃতিতে বহু-ভৌতিক প্রকৃতির কারণে বিদ্যুৎ, কম্পন এবং শব্দের সম্মিলনের কারণে। সুতরাং,ডিজাইনারদের অবশ্যই এমন সরঞ্জাম থাকতে হবে যা তাদের পণ্যগুলির মধ্যে একাধিক পদার্থবিজ্ঞান গণনা করতে পারে.

পাইজো ইলেকট্রিক উপাদান সংক্ষিপ্ত বিবরণ

পাইজো ইলেকট্রিক উপকরণগুলি এমন উপকরণ যা যান্ত্রিক চাপের কারণে বিদ্যুৎ উত্পাদন করতে পারে, যেমন সংকোচনের কারণে। এই উপকরণগুলি যখন ভোল্টেজ (বিদ্যুৎ) প্রয়োগ করা হয় তখনও বিকৃত হতে পারে।সাধারণ পাইজোকেরামিক উপাদান, নির্বিঘ্ন সিরামিক বা স্ফটিক, দুটি ধাতু প্লেটের মধ্যে স্থাপন করা হয়।

পাইজো ইলেকট্রিক উত্পাদন করতে, উপাদানটি সংকুচিত বা সংকুচিত করা আবশ্যক। পাইজো ইলেকট্রিক সিরামিক উপাদানের উপর প্রয়োগ করা যান্ত্রিক চাপ বিদ্যুৎ উত্পাদন করে। পাইজো ইলেকট্রিক প্রভাব বিপরীত হতে পারে,যা বিপরীত পাইজো ইলেকট্রিক প্রভাব নামে পরিচিতএটি একটি পাইজো ইলেকট্রিক ক্রিস্টালকে সঙ্কুচিত বা প্রসারিত করার জন্য বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করে তৈরি করা হয়। বিপরীত পাইজো ইলেকট্রিক প্রভাব বৈদ্যুতিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে।

পাইজো ইলেকট্রিক উপাদানগুলি প্রতিদিনের পণ্যগুলির একটি বিস্ময়কর পরিসরে পাওয়া যায়।যখন আপনি একটি "ক্লিক-অ্যান্ড-ফ্লেম" লাইটারের বোতাম টিপবেন তখন যে শিখা প্রাণবন্ত হয়ে ওঠে তা পিজো-বৈদ্যুতিক পদার্থের সংকোচনের ফলে সৃষ্টি হয়, যা একটি স্পার্ক তৈরি করে।

এখন, আসুন কিছু অন্যান্য পণ্যের দিকে নজর রাখি যা ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য আরও চ্যালেঞ্জিং কারণ ছোট ডিভাইসগুলির মধ্যে বর্ধিত আউটপুট প্রয়োজন।

মাইক্রোফোন এবং স্পিকার

পাইজো ইলেকট্রিক উপকরণগুলি শব্দের ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।মাইক্রোফোনে পাইজো ইলেকট্রিক স্ফটিক থাকে যা প্রবেশকারী শব্দ তরঙ্গকে সংকেতে রূপান্তর করে যা তারপর প্রক্রিয়াকৃত হয় এবং বহির্গামী বর্ধিত শব্দ তৈরি করে. ছোট স্পিকার, যেমন সেল ফোন এবং অন্যান্য মোবাইল ডিভাইসের মধ্যে থাকা, এছাড়াও পিজো ইলেকট্রিক স্ফটিক দ্বারা চালিত হয়। ডিভাইসের ব্যাটারি স্ফটিককে একটি ফ্রিকোয়েন্সিতে কম্পন করে যা শব্দ তৈরি করে।

এখানে চ্যালেঞ্জ হচ্ছে এমন একটি পাইজো ইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার ডিজাইন করা যা একটি ছোট প্যাকেজের মধ্যে খুব উচ্চ মানের শব্দ তৈরি করতে পারে এবং ডিভাইসের ব্যাটারি খুব বেশি ড্রেন না করে।

চিকিৎসা সরঞ্জাম

অ-আক্রমণাত্মক চিকিৎসা যন্ত্র যেমন শ্রবণ সহায়ক যন্ত্রগুলিও তাদের কার্যক্রমের একটি অংশের জন্য পাইজো ইলেকট্রিক্সের উপর নির্ভর করে।যা পাইজো-ইলেকট্রিক উপাদানগুলির প্রধান প্রয়োগ.

আল্ট্রাসোনিক্সে, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সির শব্দ তরঙ্গ (১.৫ থেকে ৮ মেগাহার্টজ) তৈরি করতে পাইজো ইলেকট্রিক উপাদানগুলি বিদ্যুতায়িত হয় যা শরীরের টিস্যুতে প্রবেশ করতে সক্ষম। তরঙ্গগুলি ফিরে আসার সাথে সাথে,পাইজো ইলেকট্রিক ক্রিস্টালগুলি প্রাপ্ত যান্ত্রিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে, ছবিতে রূপান্তর করার জন্য এটিকে আল্ট্রাসাউন্ড মেশিনে ফেরত পাঠানো হয়।

অন্যান্য মেডিকেল ডিভাইস যেমন হারমোনিক স্কাল্পেলগুলি অস্ত্রোপচারের সময় টিস্যু কাটা এবং cauterize করার জন্য পাইজো ইলেকট্রিক উপকরণগুলি ব্যবহার করে।ডিভাইসের ভিতরে piezoelectric স্ফটিক উভয় গতিশক্তি এবং তাপ শক্তি একযোগে কাটা এবং cauterize প্রয়োজন উত্পাদন.

আল্ট্রাসোনিক ডিজাইনের চ্যালেঞ্জগুলি আল্ট্রাসাউন্ডে ব্যবহৃত খুব সুনির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি তৈরির জন্য পাইজো ইলেকট্রিক উপাদানগুলির সঠিক আকৃতি এবং উপাদান গঠন নির্ধারণের প্রয়োজনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। এবং,হারমোনিক স্কেলপেলের উদাহরণে, নকশাটি ডিভাইসের কম্পনের প্রতিক্রিয়াতে উত্তাপের প্রভাবকে বিবেচনা করতে হবে।

সোনার

সম্ভবত পাইজো ইলেকট্রিক প্রযুক্তির সবচেয়ে বিস্তৃত এবং দীর্ঘস্থায়ী ব্যবহার সোনারের অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে পাওয়া যাবে। প্রথম বিশ্বযুদ্ধের সময়, সোনারটি পাইজো ইলেকট্রিকের প্রথম বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশন ছিল,এবং এর ব্যবহার দুই বিশ্বযুদ্ধের মধ্যে সময়ের মধ্যে আকাশ ছোঁয়া.

আজ, সমস্ত সোনার-ভিত্তিক সিস্টেম, সামরিক, বাণিজ্যিক মৎস্যজীবী এবং অন্যান্য সামুদ্রিক অ্যাপ্লিকেশনের দ্বারা ব্যবহৃত,উভয় উত্পাদন এবং শব্দ তরঙ্গ গ্রহণ করার জন্য একটি piezo-ধারণকারী ট্রান্সডুসার ব্যবহার.

এটি সহজ মনে হচ্ছে, কিন্তু বায়ুর পরিবর্তে জলের মাধ্যমে শব্দ ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য ট্রান্সডুসার ডিজাইন করা জটিল প্রকৌশলগত চ্যালেঞ্জের নিজস্ব সেট উপস্থাপন করতে পারে।এই অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য প্রায়শই পাইজো ইলেকট্রিক ডিভাইসটিকে উচ্চ-শক্তির সংকেত উত্পাদন করার প্রয়োজন হয় যা সনাক্তযোগ্য মাত্রার নীচে হ্রাস না করে দীর্ঘ দূরত্ব প্রসারিত করতে পারে.

নতুন ব্যবহার

পাইজো ইলেকট্রিক উপকরণগুলির একটি নতুন প্রয়োগ হচ্ছে শক্তি সংগ্রহের প্রযুক্তি।তারা সফলভাবে যে কোন অ্যাপ্লিকেশন যা প্রয়োজন বা কম্পন উত্পাদন ব্যবহার করা যেতে পারে.

শক্তি সংগ্রহের সময়, বহির্মুখী কম্পন পাইজো ইলেকট্রিক উপাদানের উপর যান্ত্রিক চাপ সৃষ্টি করে যা বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।যে পাইজো-উত্পাদিত শক্তি তারপর ডিভাইস বা সিস্টেমের অন্যান্য উপাদান শক্তি ব্যবহার করা যেতে পারে.

ব্যাটারি-নিরপেক্ষ টায়ার-চাপ-মনিটরিং সিস্টেম (টিপিএমএস) এর একটি উদাহরণ। যখন একটি গাড়ির টায়ারগুলি ঘোরায়, তখন যান্ত্রিক শক্তি উত্পাদিত হয়। একটি পাইজো-ধারণকারী সেন্সর সেই শক্তি সংগ্রহ করে,সংরক্ষণ করে, এবং ড্রাইভারের ডিসপ্লে প্যানেলে একটি সংকেত প্রেরণ করে।কিন্তু পরিবেশ বান্ধব ব্যাটারি বিকল্পের প্রতি ক্রমবর্ধমান আগ্রহ পাইজো ইলেকট্রিক উপকরণগুলির শক্তি-আদায়ের সম্ভাবনার উপর একটি নতুন ফোকাস সৃষ্টি করেছে.

প্রাচীন আবিষ্কার, আধুনিক চ্যালেঞ্জ

যদিও পাইজো ইলেকট্রিক উপকরণগুলি এক শতাব্দীরও বেশি সময় ধরে ব্যবহার করা হয়েছে, তবে ছোট এবং আরও জটিল পণ্যগুলির মধ্যে তাদের প্রয়োগের বর্তমান প্রয়োজন ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য একটি চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে।সঠিক উপকরণ নির্বাচন এবং সঠিক স্ফটিক আকৃতি ডিজাইন একটি প্রোটোটাইপ কার্যকারিতা জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ.

পাইজোসের খুব জটিল উপাদান বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা অত্যন্ত আন্তঃসংযুক্ত, এবং উপাদান গঠন গুরুত্বপূর্ণ। একইভাবে,যদি একটি পাইজো ইলেকট্রিক ক্রিস্টালের আকৃতি সঠিক রেজোনেন্ট ফ্রিকোয়েন্সি তৈরি করে নাএবং, "অবজারভার এফেক্ট" এর সাথে সুশৃঙ্খলভাবে, একটি পিজো ইলেকট্রিক ক্রিস্টালের বিদ্যুতায়ন তার আকৃতিকে বিকৃত করে এবং একই সাথে আরো বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে।

এটি একটি অবিশ্বাস্যভাবে জটিল ফিডব্যাক লুপ যা একটি ডিজাইন সমাধানের জন্য চিৎকার করছে যা দীর্ঘ বিল্ড-টেস্ট প্রোটোটাইপ প্রক্রিয়ার সাথে জড়িত অনুমানকে বাদ দেয়।

সিমুলেশন কেন গুরুত্বপূর্ণ

অ-রৈখিকতার সাথে মোকাবিলা করার সময় সিমুলেশন সর্বদা সহায়ক। এটি ডিজাইনারদের অসংখ্য অজানাদের মধ্যে বিল্ডিং এবং পরীক্ষার কৃতজ্ঞ (এবং প্রায়শই বাজেটে অকার্যকর) কাজ থেকে বিরত রাখে।যখন ইলেক্ট্রো-অ্যাকোস্টিক ট্রান্সডুসার বিবেচনা করা হয়, বৈদ্যুতিক শক্তি, যান্ত্রিক শক্তি, এবং শাব্দের অনন্য সমন্বয় স্পষ্টভাবে অ-রৈখিক, এবং প্রকৃতির অন্তর্নিহিতভাবে বহু-পদার্থবিজ্ঞান।

মাল্টিফিজিক্স সিমুলেশন ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ারদের আরও কার্যকরভাবে পণ্য বিকাশের জন্য সরঞ্জাম সরবরাহ করতে পারে, যা তাদের অপারেটিং অবস্থার মধ্যে তাদের ডিভাইস ডিজাইন সিমুলেট করতে সক্ষম করে।এই সিমুলেশনগুলি নিয়ন্ত্রণ সার্কিট থেকে পাইজো ইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার থেকে আশেপাশের শব্দের পরিবেশ পর্যন্ত পুরো বাস্তুতন্ত্রকে অন্তর্ভুক্ত করতে পারে।মাল্টিফিজিক্স সিমুলেশনে নিম্নলিখিত বিষয়গুলো বিবেচনা করা হবে:

• যান্ত্রিক এবং বৈদ্যুতিক প্রতিক্রিয়ার গঠনমূলক সমীকরণ
• পাইজো ইলেকট্রিক উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলির পোলিং দিক
• সীমানা শর্তাবলী
• স্ট্রাকচারাল মেকানিক্স/ভিব্রেশনাল হিটিং

যেহেতু পিজো-ইলেকট্রিক-নির্ভর ডিভাইসগুলি পরিশীলিত গ্রাহকদের চাহিদা পূরণের জন্য ছোট এবং আরও জটিল হয়ে উঠছে (এগুলি ব্যক্তি বা শিল্প হোক না কেন),ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ারদের অবশ্যই এমন সরঞ্জাম থাকতে হবে যা তাদের পণ্যগুলির মধ্যে একাধিক পদার্থবিজ্ঞান গণনা করে. মাল্টিফিজিক্স সিমুলেশন সরঞ্জামগুলি জটিল নকশা চ্যালেঞ্জগুলির জন্য স্পষ্টতা এবং দিকনির্দেশনা সরবরাহ করতে পারে।

আপনি পাইজো ইলেকট্রিক প্রযুক্তি সম্পর্কে আরও জানতে পারেনসিমুলেশন সহ পাইজো ইলেকট্রিক অ্যাকোস্টিক ট্রান্সডুসার ডিজাইন করাওয়েবিনার।