Mi az ultrahangos jelátalakító: működés és alkalmazásai

Próbálja Ki A Műszerünket A Problémák Kiküszöbölésére





A gyakoriságot a következők számaként határozzuk meg jeleket vagy rögzített időben megjelenő hullámok. A frekvencia mértékegységei: Hertz (Hz). Ezek a frekvenciák több tartományra vannak felosztva a frekvenciaértékektől függően. Ezek nagyon alacsony frekvenciák (VLF), alacsony frekvenciák (LF), közepes frekvenciák (MF), magas frekvenciák (HF), nagyon magas frekvenciák (VHF), ultramagas frekvenciák (UHF), szuper magas frekvenciák (SHF) és Rendkívül magas frekvenciák (EHF). A frekvenciatartomány a frekvenciák típusától függően változhat. A VLF frekvenciatartománya 3 és 30 kHz között mozog. Az LF frekvenciatartománya 30 kHz és 300 kHz között van. Az MF frekvenciatartománya 300 és 3000 kHz között mozog. A HF frekvenciatartománya 3 MHz és 30 MHz között mozog. Az UHF frekvenciatartománya 300 MHz és 3000 MHz között mozog. Az SHF frekvenciatartománya 3 GHz és 30 GHz között mozog. Az EHF frekvenciatartománya 30 GHz és 300 GHz között mozog. Ez a cikk a ultrahangos átalakító és működése.

Mi az az ultrahangos jelátalakító?

Az ultrahangos jelátalakító a hanghoz kapcsolódó érzékelők egyik típusa. Ezek átalakítók küldje el az elektromos jeleket az objektumnak, és ha a jel eltalálja az objektumot, akkor visszatér az átalakítóhoz. Ebben a folyamatban ez az átalakító az objektum távolságát nem a hang intenzitásával méri. Ezek az átalakítók ultrahangos hullámokat használnak néhány paraméter mérésére. Széles körben alkalmazható a különböző területeken. Az ultrahangos hullámok frekvenciatartománya meghaladja a 20 kHz-et. Ezeket főleg távolságmérési alkalmazásokban használják. A következő kép az ultrahangos jelátalakítót mutatja.




ultrahangos jelátalakító

ultrahangos jelátalakító

Ezek az átalakítók definiálhatók olyan átalakítóként, amelyek egyfajta energia ultrahangos rezgéssé történő átalakítására szolgálnak. Ezekkel az ultrahangos rezgésekkel ez az átalakító méri a tárgy távolságát. Ezek kétféle típusban állnak rendelkezésre, például aktív és passzív



Az ultrahangos jelátalakító működési elve

Ha elektromos jelet adunk erre az átalakítóra, az a meghatározott frekvenciatartomány körül rezeg és hanghullámot generál. Ezek a hanghullámok haladnak, és amikor bármilyen akadály érkezik, ezek a hanghullámok visszatükrözik a jeladót a visszhangról. A jelátalakító végén ez a visszhang átalakul elektromos jellé. Itt a jelátalakító kiszámítja az időintervallumot a hanghullám és az echo jel vétele között. A ultrahangos érzékelő 40 kHz-en küldi az ultrahangos impulzust, amely a levegőben halad. Ezek az átalakítók jobbak, mint az infravörös érzékelők, mert ezekre az ultrahangos jelátalakítókra / érzékelőkre nincs hatással a füst, a fekete anyagok stb. Az ultrahangos érzékelők kiválóan képesek elnyomni a háttérinterferenciát.

ultrahangos trasnducer

ultrahangos jelátalakító

Az ultrahangos jelátalakítókat főleg a távolság megtalálásához használják ultrahangos hullámok segítségével. A távolság a következő képlettel mérhető.

D = ½ * T * C


Itt D jelöli a távolságot

T jelzi az ultrahangos hullámok küldése és vétele közötti időbeli különbséget

C a hangsebességet jelzi.

Kördiagramm

Az ultrahangos jelátalakító rendelkezik adó és vevő áramkörrel, 555 időzítővel vagy CMOS technológia . Ennek az átalakítónak az adója és vevője ugyanazon a frekvencián működik.

Ennek az átalakítónak az adója továbbítja az ultrahanghullámokat a tárgy felé, és amikor a hanghullámok eltalálják a tárgyat, akkor a hangjeleket ultrahangos és elektromos jelekké alakítják. A következő ábra az ultrahangos jelátalakító kapcsolási rajzát mutatja.

ultrahangos átalakító-adó

ultrahangos átalakító-adó

A vevőáramkör az ultrahangos hullámoknak az objektumra való ütközése után fogadja a jeleket, majd átalakítja azokat elektromos formává. A következő ábra az ultrahangos jelátalakító vevő kapcsolási rajzát mutatja.

ultrahangos átalakító-vevő

ultrahangos átalakító-vevő

Ultrahangos jelátalakítók

Különböző típusú ultrahangos átalakítók állnak rendelkezésre olyan tényezők alapján, mint a piezoelektromos kristályelrendezés, a lábnyom és a frekvencia. Ők

Lineáris ultrahangos átalakítók - Az ilyen típusú átalakítóknál a piezoelektromos kristályelrendezés lineáris.

Normál ultrahangos átalakítók - Ezt a típust konvex átalakítóknak is nevezik. Ebben a típusban a piezoelektromos kristály görbült formában van. Az alapos vizsgálatokhoz ezeket előnyben kell részesíteni.

Fázisos tömb ultrahangos jelátalakítók - A szakaszos tömb-jelátalakítók kicsi alapterülettel és alacsony frekvenciával rendelkeznek. (középfrekvenciája 2 MHz - 7 MHz)

A roncsolásmentes vizsgálatokhoz az ultrahangos jelátalakítók ismét különböző típusúak. Érintik az átalakítókat, a szögsugár-átalakítókat, a késleltetett vonal-átalakítókat, a merülő-átalakítókat és a kételemes átalakítókat.

Alkalmazások

Az ultrahangos átalakítók alkalmazásai a következők

Ezeknek az átalakítóknak számos alkalmazásuk van különböző területeken, például ipari, orvosi stb. Ezeknek az ultrahangos hullámok miatt több alkalmazásuk van. Ez segít megtalálni a célpontokat, megmérni az objektumok távolságát a céltól, megtalálni az objektum helyzetét, kiszámítani a szintet, és az ultrahangos átalakítók is hasznosak.

Orvosi területen az ultrahangos jelátalakítók diagnosztikai vizsgálatokban, sebészeti eszközökben, rák kezelésében, belső szervek vizsgálatában, szívvizsgálatokban, szem- és méhvizsgálatokban hasznosak.

Az ipari területen az ultrahangos átalakítóknak kevés fontos alkalmazási területük van. Ezekkel az átalakítókkal megmérhetik egyes objektumok távolságát az ütközés elkerülése érdekében, a gyártósor kezelésében, a folyadék szintjének szabályozásában, a huzaltörés érzékelésében, az emberek észlelésében a számláláshoz, a jármű észleléséhez és még sok máshoz.

Előnyök és hátrányok

Bármely rendszernek vannak előnyei és néhány hátránya. Itt fogjuk megvitatni a az ultrahangos jelátalakító előnyei.

  • Ezek az ultrahangos átalakítók bármilyen típusú anyaggal képesek mérni. Minden anyagot képesek érzékelni.
  • Az ultrahangos jelátalakítókat nem befolyásolja a hőmérséklet, a víz, a por és semmilyen egyéb tényező.
  • Bármilyen típusú környezetben az ultrahangos átalakítók jó módon fognak működni.
  • Nagy érzékelési távolságokban is képes mérni.

A ezen átalakítók hátrányai a következőket tartalmazzák.

  • Az ultrahangos átalakítók érzékenyek a hőmérséklet-változásra. Ez a hőmérséklet-változás megváltoztathatja az ultrahangos reakciót.
  • Problémákkal kell szembenéznie, amikor kis tárgyak, vékony és puha tárgyak tükröződéseit olvassa.

Így ez egy ultrahangos áttekintésről szól transzduktor . A fenti információk alapján végül arra következtethetünk, hogy ezt az eszközt használják az objektumtól való távolság mérésére hanghullámok segítségével. A távolságot úgy méri, hogy egy meghatározott frekvenciájú hanghullámot küld ki, és figyeli, hogy a hanghullám visszapattanjon. Itt egy kérdés, mi a frekvenciatartománya ennek az átalakítónak?