الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر: کام کرنا، اقسام اور اس کی ایپلی کیشنز

ٹرانسڈیوسر ایک الیکٹرانک ڈیوائس ہے جو توانائی کو ایک شکل سے دوسری شکل میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ عام طور پر، ایک ٹرانسڈیوسر انرجی سگنل کی ایک شکل کو انرجی سگنل کی دوسری شکل میں تبدیل کرتا ہے۔ ٹرانس ڈوسر کی مثالیں ہیں؛ مائیکروفون، سولر سیل، تاپدیپت روشنی کے بلب، الیکٹرک موٹرز، وغیرہ۔ یہ آلات کثرت سے استعمال ہوتے ہیں جہاں برقی سگنلز کو دوسری جسمانی مقداروں میں تبدیل کیا جاتا ہے جیسے قوت، توانائی، روشنی، ٹارک، پوزیشن، حرکت وغیرہ۔ مختلف قسم کے transducers جیسے کرنٹ، پریشر، مقناطیسی میدان، تھرموکوپل پیزو الیکٹرک تناؤ گیج ، باہمی انڈکشن، اور الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر۔ یہ مضمون ایک کے جائزہ پر بحث کرتا ہے۔ الیکٹرو مکینیکل ٹرانس ڈوسر - ایپلی کیشنز کے ساتھ کام کرنا۔

الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کیا ہے؟

الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر ایک قسم کا آلہ ہے جو کسی برقی سگنل کو آواز کی لہروں میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے جیسے لاؤڈ اسپیکر میں (یا) آواز کی لہر کو برقی سگنل میں تبدیل کرتا ہے جیسے مائکروفون میں۔ دوسرے لفظوں میں، وہ آلہ جو مکینیکل حرکت کو برقی سگنلز میں تبدیل کرتا ہے وہ جانا جاتا ہے۔ الیکٹرو مکینیکل ٹرانس ڈوسر . الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کی مثالیں ہیں؛ ایک لاؤڈ اسپیکر، ایک پیزو الیکٹرک ٹرانسڈیوسر، ایک مائیکروفون اور مستقل مقناطیس کے آلے کی پیمائش کا طریقہ کار۔

الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کام کرنے کا اصول

ایک الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر صرف مکینیکل حرکت کو کرنٹ یا وولٹیج کی مختلف حالتوں میں تبدیل کرکے اور اس کے برعکس کام کرتا ہے۔ یہ ٹرانسڈیوسرز بنیادی طور پر خودکار کنٹرول سسٹمز کے اندر ایکٹیویٹ میکانزم کے طور پر اور پیمائش اور آٹومیشن ٹیکنالوجی کے اندر مکینیکل حرکت کے سینسر کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ ان ٹرانسڈیوسرز کی درجہ بندی الیکٹرومیگنیٹک، ریسسٹیو، میگنیٹو الیکٹرک، الیکٹرو سٹیٹک اقسام اور ینالاگ اور ڈیجیٹل اقسام جیسے o/p سگنل کی قسم کے طور پر استعمال ہونے والے تبادلوں کے اصول کی بنیاد پر کی جا سکتی ہے۔

اس قسم کے ٹرانسڈیوسرز کا تخمینہ ان کی جامد اور متحرک خصوصیات، حساسیت E = Δy/Δx، جامد سگنل کی خرابی، o/p سگنل کی آپریٹنگ فریکوئنسی رینج اور جامد تبدیلی کی خرابی کے حوالے سے لگایا جاتا ہے۔

الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر ڈایاگرام

الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر جو کیپنوگرافی تکنیک کو لاگو کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے ذیل میں دکھایا گیا ہے۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ کے ختم ہونے کا مطالعہ کیپنومیٹری کہلاتا ہے۔ مندرجہ ذیل خاکہ میں الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر میں ایک IR روشنی کا ذریعہ ہے جو 2 سے 16 µm رینج میں وسیع اسپیکٹرم تابکاری پیدا کرتا ہے۔ IR تابکاری کے ذرائع جو کیپنوگرافی میں استعمال کیے جاتے ہیں ان میں یکساں اخراج، اعلی شعاع ریزی، اسپیکٹرل یکسانیت اور بڑا تابناک علاقہ ہونا چاہیے۔ حقیقی ذرائع سے، تابکاری ایک مثالی بلیک باڈی کے مقابلے میں ہمیشہ کم ہوتی ہے، جس میں سب سے زیادہ اخراج ہوتا ہے۔

کوارٹج ٹنگسٹن ہالوجن لیمپ گرم تنت آسانی سے IR آؤٹ پٹ کے قریب مضبوط فراہم کرتا ہے۔ مندرجہ بالا خاکہ میں، براڈ بینڈ اورکت روشنی کی کرن ایک IR فلٹر سے گزرتی ہے پھر یہ CO2 کی زیادہ سے زیادہ جذب طول موج میں روشنی کو منتقل کرتی ہے جیسے 4.26 µm بینڈوتھ کے ساتھ 0.07 μm۔ کم تعدد پر، روشنی کی کرن کو گھومنے والے ہیلی کاپٹر وہیل کے ذریعے نمونہ کیا جاتا ہے۔ ایک بار جب یہ پہیہ مڑ جاتا ہے، تو ان کا دوبارہ ایک ایسا مقام ہوتا ہے جہاں کہیں بھی انفراریڈ روشنی پورے نمونے کے چیمبر میں منتقل ہوتی ہے اور تابکاری کو خارج ہونے والی ہوا کے اندر موجود CO2 مالیکیولز کے ذریعے جذب کیا جاتا ہے۔

دوسری پوزیشن میں، اورکت روشنی پورے نمونے اور ریفرنس چیمبرز میں منتقل ہوتی ہے۔ یہاں، ریفرنس چیمبر کو CO2 کے ساتھ سیل کر دیا گیا ہے۔ باقی جگہ پر، کوئی روشنی روٹری وہیل کو عبور نہیں کرتی ہے۔ وہ تابکاری جو پورے پہیے میں منتقل ہوتی ہے CO2 مالیکیولز کے ذریعے جذب نہیں ہوتی تھی اور اسے صرف فوٹو ڈیٹیکٹر کے ذریعے جمع کیا جاتا ہے، عام طور پر ایک GeAs فوٹوڈیوڈ .

پلسڈ فوٹوڈیوڈ o/p موجودہ فریکوئنسی نمونے لینے کے مساوی ہے اور اس کا طول و عرض منتقل شدہ تابکاری کی مقدار کے ذریعے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ مریض کی سانس میں CO2 کے ارتکاز کا فیصلہ کرنے کے لیے دوغلی سگنل کی شدت پر کارروائی کی جاتی ہے۔ لہذا حقیقی وقت میں کیپنوگرافی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے، صحت کی دیکھ بھال فراہم کرنے والوں کے ذریعہ مریضوں کی وینٹیلیشن کی حالت اور سانس کی ممکنہ پیچیدگیوں کی نگرانی کی جا سکتی ہے۔

الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کی اقسام

الیکٹرو مکینیکل ٹرانس ڈوسرز کی مختلف اقسام ہیں جن پر ذیل میں تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔

لکیری متغیر فرق ٹرانسفارمر

LVDT ایک الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر ہے، جس کا استعمال آبجیکٹ کی رییکٹلینر موشن کو تبدیل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے جس سے یہ میکانکی طور پر متغیر وولٹیج، کرنٹ یا برقی سگنل میں منسلک ہوتا ہے۔ LVDT کے بارے میں مزید جاننے کے لیے براہ کرم اس لنک سے رجوع کریں۔

کے بارے میں مزید جاننے کے لیے براہ کرم اس لنک کو دیکھیں ایل وی ڈی ٹی .

Elastomeric Transducers

elastomeric transducer ایک الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر ہے جو برقی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ پولیمیرک ڈھانچے جو ان ٹرانس ڈوسرز کو بہتر بناتے ہیں بنیادی طور پر ڈائی الیکٹرک کی خصوصیات پر منحصر ہوتے ہیں۔ آپٹمائزڈ ممبران سلیکون کیو، پولیڈیمیتھائلسلوکسین PDMS اور سیمی کرسٹل لائن پولی یوریتھین PUR پر مشتمل ہیں۔ لہذا، سیمی کرسٹل لائن پولی یوریتھین بنیادی طور پر اس کی ڈائی الیکٹرک مستقل حد 3 سے 10 اور اعلی آئنک چالکتا کی وجہ سے ترجیح دی جاتی ہے، خاص طور پر بلند درجہ حرارت پر۔ Polydimethylsiloxane ڈائی الیکٹرک کنسٹنٹ رینج 2.5 سے 3 کے درمیان نسبتاً کم ہے اور سلیکون Q سیمی کرسٹل لائن پولی یوریتھین کی طرح ہے حالانکہ اس میں شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت کم ہے۔

پیزو الیکٹرک نینو جنریٹر

پیزو الیکٹرک نینو جنریٹر ایک قسم کا الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر ہے جو پیزو الیکٹرک ZnO نانوائرز کا استعمال کرتے ہوئے توانائی کو مکینیکل سے الیکٹریکل میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے جسے چھوٹی جسمانی حرکات کے ذریعے چالو کیا جا سکتا ہے اور تعدد کی ایک بڑی رینج میں کام کیا جا سکتا ہے۔ یہ جدید صحت کی دیکھ بھال کی ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں کیونکہ ان کے سادہ نفاذ، خود کو طاقت دینے والی نوعیت، اور انتہائی موثر توانائی کی تبدیلی جیسے برقی محرک تھراپی، فعال پتہ لگانے اور انسانی بایو مکینیکل توانائی کی کٹائی کی جگہ میں جسمانی آلات کے اوپر درمیانی طاقت تک۔

ڈائی الیکٹرک ایلسٹومرز

ڈائی الیکٹرک ایلسٹومر (DEs) ایک الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر ہے، جو برقی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ ایلسٹومر دو طریقوں میں کام کرتے ہیں جیسے ایکچیویٹر اور جنرل۔ ایکچیویٹر موڈ میں، یہ توانائی کو برقی سے مکینیکل میں تبدیل کرتا ہے جبکہ عام موڈ میں، یہ توانائی کو مکینیکل سے برقی میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ ہوشیار مادی نظام ہیں جو بڑے تناؤ پیدا کرتے ہیں۔ یہ الیکٹریکٹیو پولیمر گروپ سے تعلق رکھتے ہیں۔ ان میں اعلی لچکدار توانائی کی کثافت ہوتی ہے اور وہ ہلکے ہوتے ہیں۔

فائدے اور نقصانات

دی الیکٹرو مکینیکل ٹرانس ڈوسرز کے فوائد ذیل میں بحث کی جاتی ہے.

• اس ٹرانس ڈوسر آؤٹ پٹ کو پیمائش کے مقاصد کے لیے ترسیل اور پروسیسنگ کے ذریعے آسانی سے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
• بجلی کے نظام کو انتہائی کم طاقت کے ساتھ کنٹرول کیا جاتا ہے۔
• یہ ٹرانس ڈوسرز رگڑ کے اثرات کے ساتھ ساتھ دیگر مکینیکل غیر خطوط کو بھی کم کر دیں گے۔
• انٹیگریٹڈ سرکٹ ٹیکنالوجی کی وجہ سے، بہت سے سسٹم کمپیکٹ، پورٹیبل اور کم وزن کے ہوتے ہیں۔
• مکینیکل فیل ہونے کا کوئی امکان نہیں ہے۔
• بڑے پیمانے پر جڑنا کے مسائل کو کم کیا جا سکتا ہے.
• کوئی میکانی لباس اور آنسو نہیں.

دی الیکٹرو مکینیکل ٹرانس ڈوسرز کے نقصانات ذیل میں بحث کی جاتی ہے.

• یہ ٹرانسڈیوسر مہنگا ہے۔
• سرکٹ ڈیزائن کرتے وقت، عمر بڑھنے کے اثرات اور پیرامیٹرز کے فعال اجزاء کے بڑھنے پر غور کیا جانا چاہیے۔ تو، یہ ڈیزائن کو پیچیدہ بنا دے گا۔

ایپلی کیشنز

دی الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کی ایپلی کیشنز ذیل میں بحث کی جاتی ہے.

• الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کا استعمال برقی سگنل کو صوتی لہروں یا صوتی لہروں کو برقی سگنل میں تبدیل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔
• یہ ٹرانسڈیوسر جسمانی حرکت کو o/p وولٹیج میں تبدیل کرتا ہے، طول و عرض اور مرحلہ جہاں یہ پوزیشن کے متناسب ہوتے ہیں۔
• یہ ٹرانسڈیوسر برقی نظام سے لہریں حاصل کرتا ہے اور انہیں میکینیکل سسٹم میں منتقل کرتا ہے۔
• یہ کمپن کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
• اس کا استعمال لکیری آؤٹ پٹ فراہم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے جو کونیی نقل مکانی کے ان پٹ کے متناسب ہے۔
• ایک الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر جیسے آر وی ڈی ٹی بنیادی طور پر کونیی نقل مکانی کی پیمائش کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔
• یہ آلہ حرکت پذیر حصوں کے ذریعے سگنل کو الیکٹریکل سے مکینیکل یا فزیکل o/p میں تبدیل کرتا ہے۔
• اس قسم کا ٹرانسڈیوسر بنیادی طور پر فکسڈ نوزل ​​فلیپر سروو نل کے اندر ٹارک موٹر کو تبدیل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
• آر وی ڈی ٹی الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کسی شے کی رییکٹ لائنر حرکت کو تبدیل کرتا ہے جس سے یہ میکانکی طور پر مساوی برقی سگنل میں جڑا ہوتا ہے۔

الیکٹرو مکینیکل ٹرانس ڈوسر اور الیکٹرو کیمیکل ٹرانس ڈوسر میں کیا فرق ہے؟

الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر ایک ایسا آلہ ہے جو یا تو برقی سگنل کو صوتی لہروں میں تبدیل کرتا ہے ورنہ صوتی لہر کو برقی سگنل میں بدل دیتا ہے۔ الیکٹرو کیمیکل ٹرانسڈیوسر کا استعمال ایک برقی سگنل کی شکل میں تبدیلیوں کی اطلاع دینے کے لیے کیا جاتا ہے جو براہ راست تجزیہ کرنے والے ارتکاز کے متناسب ہوتا ہے۔

آپ کسی خاص ایپلی کیشن کے لیے صحیح الیکٹرو مکینیکل ٹرانس ڈوسر کا انتخاب کیسے کرتے ہیں؟

الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کا انتخاب کرتے وقت بہت سے پیرامیٹرز ہیں جن پر غور کرنے کی ضرورت ہے جیسے آپریٹنگ رینج، درستگی، آپریٹنگ اصول، حساسیت، لوڈنگ اثر، ماحول کی مطابقت وغیرہ۔

کیا الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسرز کو خطرناک ماحول میں استعمال کیا جا سکتا ہے؟

جب الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کسی خطرناک ماحول میں کسی بھی آلات سے برقی طور پر منسلک ہوتا ہے تو کنکشن کے ذریعے سیریز کے اندر برقی حفاظتی رکاوٹ کا استعمال کیا جانا چاہیے۔

آپ الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کیلیبریٹ کیسے کرتے ہیں؟

مکینیکل ٹرانسڈیوسر کو اس کی سروس کی مدت کے دوران کیلیبریٹ کیا جانا چاہیے کیونکہ اس ٹرانسڈیوسر کی حساسیت استعمال اور اس مواد پر لگائے جانے والے دباؤ کی بنیاد پر تبدیل ہوتی ہے جس کے وہ بنائے جاتے ہیں۔ لہذا، ایک الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کیلیبریٹ کرنے کے لیے ایک باہمی طریقہ استعمال کیا جاتا ہے جو تکنیک کے اصول کی وضاحت فراہم کرتا ہے اور اس کے بعد الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسر کیلیبریٹ کرتے ہوئے اس کے استعمال کی وضاحت کرتا ہے۔

الیکٹرو مکینیکل ٹرانس ڈوسرز کے لیے کچھ عام ٹربل شوٹنگ ٹپس کیا ہیں؟

• خرابی کا سراغ لگانا یہ چیک کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کہ آیا ٹرانسڈیوسر وولٹ میٹر کے ساتھ کام کر رہا ہے یا نہیں۔ اس ٹرانسڈیوسر کو وولٹ میٹر سے جوڑیں اور مناسب جوش وولٹیج کے ذریعے ٹرانسڈیوسر کو اکسائیٹ کریں۔ اس کے بعد بغیر کسی بوجھ کے ٹرانسڈیوسر کے آؤٹ پٹ وولٹیج کی پیمائش کریں۔
• اس بات کو یقینی بنائیں کہ بوجھ اور دباؤ مستقل ہیں یا نہیں۔
• حوصلہ افزائی بجلی کی فراہمی کے استحکام کی تصدیق کریں۔
• وولٹ میٹر کے ذریعے ملی وولٹ o/p چیک کریں۔
• RFI یا EMI مداخلت کو یقینی بنائیں۔

اس طرح، یہ الیکٹرو مکینیکل کا ایک جائزہ ہے۔ transducer - کام کر رہا ہے اصول، اقسام، فوائد، نقصانات اور اطلاقات۔ ایک ٹرانسڈیوسر جو برقی نظام سے لہریں وصول کرتا ہے اور انہیں مکینیکل سسٹم میں منتقل کرتا ہے اسے برقی مقناطیسی ٹرانسڈیوسر بھی کہا جاتا ہے۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے، ٹرانسڈیوسر کیا ہے؟