Главным и самым дорогим элементом любого акустического противонакипного устройства является магнитострикционный преобразователь. Другое его название - излучатель ультразвука. Ультразвуковой преобразователь преобразует электромагнитные колебания в механические ультразвуковые и передаёт их теплообменному оборудованию, которое необходимо защитить от накипи.
Внутри излучателя находится сердечник из магнитострикционного сплава, обладающего способностью менять свои размеры под действием электрического тока, проходящего по обмотке сердечника. Сердечник припаян к стальному наконечнику, которым излучатель приваривается к защищаемому оборудованию.
Преобразователь получает от генератора по кабелю электрические импульсы с несущей частотой от 18 до 25 кГц. Этот электрический сигнал преобразуется магнитострикционным сердечником в механические колебания той же частоты - таким образом генерируется ультразвук. А поскольку излучатель приварен к защищаемому агрегату и представляет с ним единое целое, ультразвуковые колебания возбуждаются во всей конструкции теплообменника или котла, распространяются во всей теплообменной поверхности и переизлучаются в воду. Таким образом, мы создали в металле и воде непрерывные микроколебания с амплитудой в несколько микрон, которые безопасны для сварки и вальцовки, но разрушительны для карбоната кальция и других твёрдых отложений.
Магнитострикционный преобразователь – сложное в производстве и дорогое изделие, требующее немалых технологических ухищрений. Особенно, если в качестве магнитострикционного материала используется пермендюр – сплав кобальта с железом и ванадием. Именно этот материал с прекрасными магнитострикционными свойствами используется в акустических противонакипных устройствах «Акустик-Т». Магнитострикционные преобразователи не только сложны в производстве, но и требуют для своего возбуждения мощного токового сигнала. Что требует, во-первых, соответствующего генератора, а во-вторых, ограничивает длину соединительного кабеля – не более 8 метров.
Возникает резонный вопрос – почему бы не использовать в противонакипных устройствах преобразователи, сделанные из пьезокерамики?
Пьезокерамика представлена на рынке в большом разнообразии, преобразователи из керамики сравнительно дёшевы, компактны и возбуждаются сигналом не тока,
а напряжения, что снимает ограничения на длину кабеля от генератора к излучателю ультразвука.
Но здесь есть один секрет.
Дело в том, что амплитуда колебаний, переданная нагрузке пьезокерамическими преобразователями, сильно зависит от присоединенной массы нагрузки.
Это физическое свойство пьезокерамики, ничего не поделаешь. Пьезокерамический преобразователь, работающий на большую присоединенную массу, очень плохо передает нагрузке акустическую энергию.
Поэтому, для создания ультразвуковых колебаний в кожухотрубных теплообменниках и котлах, магнитострикционные преобразователи намного более эффективны.
Магнитострикционные преобразователи отлично излучают ультразвук в массивные крупногабаритные конструкции.
А вот для защиты от накипи пластинчатых теплообменников, где излучение производится в воду, можно использовать излучатели ультразвука на базе пьезокерамики,
что мы и делаем в устройствах серии «Акустик-Т ПК».
Магнитострикционный и пьезокерамический преобразователи
До недавнего времени мы использовали преобразователи ПМСИ-3 в характерном перфорированном корпусе, которые вы можете видеть на фотографиях на нашем сайте. Сейчас на смену им пришли новые, технически более совершенные преобразователи ТМС-30 и с 2015 года акустические противонакипные устройства «Акустик-Т» комплектуются преобразователями ультразвука ТМС-30.
Базовые характеристики ПМСИ-3 и ТМС-30 аналогичны, так как они оптимальны для предотвращения накипи. Резонансная частота обоих излучателей ультразвука – 22 кГц, потребляемая электрическая мощность 100 Вт. Но ТМС-30 отличается от ПМСИ-3 конструктивным совершенством, большей эффективностью преобразования электрического сигнала в ультразвуковой, более чистым сигналом без паразитных гармоник. У ТМС-30 более высокая рабочая температура: ТМС-30 - 220°С (у ПМСИ-3 - 180°С). Более длинный и тонкий клинообразный наконечник ТМС-30 упрощает приварку излучателя ультразвука к защищаемому оборудованию.
ПМСИ-3 (в центре) и два излучателя ТМС-30
| Площадь сечения магнитострикционного пакета | 9 см2 |
| Точка Кюри магнитострикционного пакета | 950°C |
| Напряжение | 500…600 В |
| Рабочая частота | 18…26 кГц |
| Максимальная электрическая мощность | 100 Вт |
| Диаметр наконечника волновода | 25 мм |
| Материал волновода | Сталь 20 |
| Вес (без упаковки) | 2,2 кг |
| Габаритные размеры | ⌀60 x 275 мм |
| Режим работы | непрерывный |
| Срок службы | не менее 12 лет |
| Рабочая температура в стандартном исполнении | + 220°С |
| Рабочая температура в спец. исполнении | + 300°С |
Кроме того, нами создан уникальный магнитострикционный преобразователь ТМС-40 мощностью 180 Вт с увеличенным магнитострикционным пакетом. Его мощность избыточна для защиты от накипи, он предназначен для технологических процессов.
ТМС-40 (слева) и ТМС-30 (справа)
ТМС-40 (слева) и ТМС-30 (справа)
| Площадь сечения магнитострикционного пакета | 16 см2 |
| Точка Кюри магнитострикционного пакета | 950°C |
| Напряжение | 500…600 В |
| Рабочая частота | 18…26 кГц |
| Максимальная электрическая мощность | 180 Вт |
| Диаметр наконечника волновода | 25 мм |
| Материал волновода | Сталь 20 |
| Вес (без упаковки) | 2,7 кг |
| Габаритные размеры | ⌀65 x 275 мм |
| Режим работы | непрерывный |
| Срок службы | не менее 12 лет |
| Рабочая температура в стандартном исполнении | + 220°С |
| Рабочая температура в спец. исполнении | + 300°С |