Frekvence je definována jako počet signály nebo vlny, které se mohou objevit ve stanoveném čase. Jednotky frekvence jsou Hertz (Hz). Tyto frekvence jsou rozděleny do několika rozsahů v závislosti na hodnotách frekvence. Jsou to velmi nízké frekvence (VLF), nízké frekvence (LF), střední frekvence (MF), vysoké frekvence (HF), velmi vysoké frekvence (VHF), velmi vysoké frekvence (UHF), velmi vysoké frekvence (SHF) a Extrémně vysoké frekvence (EHF). Frekvenční rozsah se může lišit v závislosti na typu frekvencí. Frekvenční rozsah VLF se pohybuje od 3 do 30 kHz. Frekvenční rozsah LF se pohybuje od 30 kHz do 300 kHz. Frekvenční rozsah MF se pohybuje od 300 do 3000 kHz. Frekvenční rozsah HF se pohybuje od 3 MHz do 30 MHz. Frekvenční rozsah UHF se pohybuje od 300 MHz do 3000 MHz. Frekvenční rozsah SHF se pohybuje od 3 GHz do 30 GHz. Frekvenční rozsah EHF se pohybuje od 30 GHz do 300 GHz. Tento článek pojednává o přehledu ultrazvukové převodník a jeho fungování.
Co je to ultrazvukový snímač?
Ultrazvukový měnič je jeden typ snímače souvisejícího se zvukem. Tyto měniče vyslat elektrické signály do objektu a jakmile signál zasáhne objekt, vrátí se zpět k převodníku. V tomto procesu tento převodník měří vzdálenost objektu nikoli intenzitou zvuku. Tyto snímače používají pro měření několika parametrů ultrazvukové vlny. Má širokou škálu aplikací v různých oblastech. Frekvenční rozsah ultrazvukových vln je nad 20 kHz. Používají se hlavně při měření vzdálenosti. Následující obrázek ukazuje ultrazvukový měnič.
ultrazvukový převodník
Tyto měniče lze definovat jako měnič, který se používá k převodu jednoho typu energie na ultrazvukové vibrace. Pomocí těchto ultrazvukových vibrací měří tento snímač vzdálenost objektu. Jsou k dispozici ve dvou typech, jako aktivní a pasivní
Princip fungování ultrazvukového převodníku
Když je na tento snímač přiveden elektrický signál, vibruje kolem specifického frekvenčního rozsahu a generuje zvukovou vlnu. Tyto zvukové vlny cestují a kdykoli dojde k jakékoli překážce, budou tyto zvukové vlny odrážet informaci převodníku o ozvěně. A na konci převodníku se tato ozvěna převede na elektrický signál. Zde převodník vypočítá časový interval mezi odesláním zvukové vlny do příjmu signálu ozvěny. The ultrazvukový senzor vysílá ultrazvukový puls při 40 kHz, který cestuje vzduchem. Tyto snímače jsou lepší než infračervené senzory, protože tyto ultrazvukové snímače / senzory nejsou ovlivňovány kouřem, černými materiály atd. Ultrazvukové senzory vynikají v potlačování rušení pozadí.
ultrazvukový převodník
Ultrazvukové měniče se používají hlavně pro zjištění vzdálenosti pomocí ultrazvukových vln. Vzdálenost může být měřena následujícím vzorcem.
D = ½ * T * C
Zde D označuje vzdálenost
T označuje časový rozdíl mezi vysíláním a příjmem ultrazvukových vln
C udává zvukovou rychlost.
Kruhový diagram
Ultrazvukový převodník má obvod vysílače a přijímače, jsou konstruovány s 555 časovači nebo Technologie CMOS . Vysílač a přijímač tohoto převodníku pracují na stejné frekvenci.
Vysílač tohoto převodníku přenáší ultrazvukové vlny směrem k objektu a když zvukové vlny narazí na objekt, jsou zvukové signály převedeny na ultrazvukové a elektrické signály. Následující schéma ukazuje schéma zapojení vysílače ultrazvukového měniče.
ultrazvukový převodník-vysílač
Obvod přijímače přijímá signály po dopadu ultrazvukových vln na objekt a poté je převádí do elektrické formy. Následující schéma ukazuje schéma zapojení přijímače ultrazvukového měniče.
přijímač ultrazvukového převodníku
Typy ultrazvukových snímačů
K dispozici jsou různé typy ultrazvukových měničů na základě faktorů, jako je uspořádání piezoelektrických krystalů, stopa a frekvence. Oni jsou
Lineární ultrazvukové měniče - U tohoto typu měničů je piezoelektrické uspořádání krystalů lineární.
Standardní ultrazvukové měniče - Tento typ se také nazývá konvexní měniče. U tohoto typu je piezoelektrický krystal ve tvaru křivky. Pro hloubková vyšetření jsou vhodnější.
Ultrazvukové snímače s fázovým polem - Fázované převodníky mají malou stopu a nízkou frekvenci. (jeho střední frekvence je 2 MHz - 7 MHz)
Pro nedestruktivní testování mají ultrazvukové měniče opět různé typy. Kontaktují snímače, snímače úhlových paprsků, snímače zpoždění, ponorné snímače a snímače se dvěma prvky.
Aplikace
Aplikace ultrazvukových snímačů jsou
Tyto převodníky mají mnoho aplikací v různých oborech, jako je průmyslová, lékařská atd. Tyto mají díky ultrazvukovým vlnám více aplikací. To pomáhá najít cíle, změřit vzdálenost objektů k cíli, najít polohu objektu, vypočítat hladinu a také ultrazvukové snímače jsou užitečné.
V lékařské oblasti má ultrazvukový měnič uplatnění v diagnostických testech, chirurgických zařízeních při léčbě rakoviny, testování vnitřních orgánů, kontrolách srdce, kontrolách očí a dělohy jsou ultrazvukové sondy užitečné.
V průmyslové oblasti mají ultrazvukové snímače několik důležitých aplikací. Pomocí těchto převodníků mohou měřit vzdálenost určitých objektů, aby se zabránilo kolizi, ve správě výrobní linky, řízení hladiny kapaliny, detekci přerušení drátu, detekci osob pro počítání, detekci vozidla a mnoho dalších.
Výhody a nevýhody
Každý systém má výhody a několik nevýhod. Zde probereme výhody ultrazvukového měniče.
- Tyto ultrazvukové snímače mohou měřit v jakémkoli druhu materiálu. Mohou cítit všechny druhy materiálů.
- Ultrazvukové snímače nejsou ovlivněny teplotou, vodou, prachem ani žádným jiným.
- V jakémkoli prostředí budou ultrazvukové měniče fungovat dobře.
- Může také měřit na velké snímací vzdálenosti.
The nevýhody těchto snímačů zahrnout následující.
- Ultrazvukové snímače jsou citlivé na kolísání teploty. Tato teplotní změna může změnit ultrazvukovou reakci.
- Bude čelit problémům při čtení odrazů od malých předmětů, tenkých a měkkých předmětů.
Jedná se tedy o přehled ultrazvuku převodník . Z výše uvedených informací nakonec můžeme dojít k závěru, že toto zařízení se používá k měření vzdálenosti k objektu pomocí zvukových vln. Měří vzdálenost vysíláním zvukové vlny na konkrétní frekvenci a posloucháním této zvukové vlny, aby se odrazila zpět. Zde je otázka, jaký je frekvenční rozsah tohoto převodníku?
