Częstotliwość definiuje się jako liczbę sygnały lub fale, które mogą pojawić się w określonym czasie. Jednostkami częstotliwości są herce (Hz). Częstotliwości te są podzielone na kilka zakresów w zależności od wartości częstotliwości. Są to bardzo niskie częstotliwości (VLF), niskie częstotliwości (LF), średnie częstotliwości (MF), wysokie częstotliwości (HF), bardzo wysokie częstotliwości (VHF), ultra-wysokie częstotliwości (UHF), super wysokie częstotliwości (SHF) i Ekstremalnie wysokie częstotliwości (EHF). Zakres częstotliwości może się różnić w zależności od typu częstotliwości. Zakres częstotliwości VLF wynosi od 3 do 30 kHz. Zakres częstotliwości LF wynosi od 30 kHz do 300 kHz. Zakres częstotliwości MF wynosi od 300 do 3000 kHz. Zakres częstotliwości HF wynosi od 3 MHz do 30 MHz. Zakres częstotliwości UHF wynosi od 300 MHz do 3000 MHz. Zakres częstotliwości SHF wynosi od 3 GHz do 30 GHz. Zakres częstotliwości EHF wynosi od 30 GHz do 300 GHz. W tym artykule omówiono omówienie ultradźwiękowy przetwornik i jego działanie.
Co to jest przetwornik ultradźwiękowy?
Przetwornik ultradźwiękowy jest jednym z rodzajów czujników związanych z dźwiękiem. Te przetworniki wysyłają sygnały elektryczne do obiektu, a gdy sygnał dotrze do obiektu, powraca do przetwornika. W tym procesie przetwornik mierzy odległość obiektu, a nie natężenie dźwięku. Przetworniki te wykorzystują fale ultradźwiękowe do pomiaru kilku parametrów. Ma szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach. Zakres częstotliwości fal ultradźwiękowych wynosi powyżej 20 kHz. Są one głównie używane w aplikacjach pomiaru odległości. Poniższy obraz przedstawia przetwornik ultradźwiękowy.
przetwornik ultradźwiękowy
Przetworniki te można zdefiniować jako przetwornik, który służy do przetwarzania jednego rodzaju energii na drgania ultradźwiękowe. Przetwornik mierzy odległość od obiektu za pomocą wibracji ultradźwiękowych. Są one dostępne w dwóch typach, takich jak aktywne i pasywne
Zasada działania przetwornika ultradźwiękowego
Gdy do tego przetwornika doprowadzany jest sygnał elektryczny, wibruje on wokół określonego zakresu częstotliwości i generuje falę dźwiękową. Te fale dźwiękowe przemieszczają się i gdy pojawi się jakakolwiek przeszkoda, te fale dźwiękowe odbijają przetwornik i informują o echu. Na końcu przetwornika to echo przekształca się w sygnał elektryczny. Tutaj przetwornik oblicza odstęp czasowy między wysłaniem fali dźwiękowej do odbioru sygnału echa. Plik czujnik ultradźwiękowy wysyła impuls ultradźwiękowy o częstotliwości 40 kHz, który przemieszcza się w powietrzu. Przetworniki te są lepsze niż czujniki na podczerwień, ponieważ te przetworniki / czujniki ultradźwiękowe nie są narażone na działanie dymu, czarnych materiałów itp. Czujniki ultradźwiękowe doskonale radzą sobie z tłumieniem zakłóceń tła.
przetwornik ultradźwiękowy
Przetworniki ultradźwiękowe służą głównie do określania odległości za pomocą fal ultradźwiękowych. Odległość można zmierzyć za pomocą następującego wzoru.
D = ½ * T * C
Tutaj D wskazuje odległość
T wskazuje różnicę czasu między wysyłaniem a odbiorem fal ultradźwiękowych
C wskazuje prędkość dźwięku.
Schemat obwodu
Przetwornik ultradźwiękowy ma obwód nadajnika i odbiornika, zbudowany jest z 555 timerów lub Technologia CMOS . Nadajnik i odbiornik tego przetwornika pracują na tej samej częstotliwości.
Nadajnik tego przetwornika przesyła fale ultradźwiękowe w kierunku obiektu, a gdy fale dźwiękowe uderzają w obiekt, sygnały dźwiękowe są przekształcane na sygnały ultradźwiękowe i elektryczne. Poniższy schemat przedstawia schemat obwodu nadajnika przetwornika ultradźwiękowego.
przetwornik-przetwornik-ultradźwiękowy
Obwód odbiornika odbiera sygnały po uderzeniu fal ultradźwiękowych w obiekt, a następnie przekształca je w postać elektryczną. Poniższy schemat przedstawia schemat obwodu odbiornika przetwornika ultradźwiękowego.
ultradźwiękowy przetwornik-odbiornik
Typy przetworników ultradźwiękowych
Dostępne są różne typy przetworników ultradźwiękowych w oparciu o takie czynniki, jak układ kryształów piezoelektrycznych, ślad i częstotliwość. Oni są
Liniowe przetworniki ultradźwiękowe - W tego typu przetwornikach układ kryształów piezoelektrycznych jest liniowy.
Standardowe przetworniki ultradźwiękowe - Ten typ jest również nazywany przetwornikami wypukłymi. W tym typie kryształ piezoelektryczny ma zakrzywiony kształt. W przypadku szczegółowych badań są one preferowane.
Przetworniki ultradźwiękowe Phased Array - Przetworniki z układem fazowym mają niewielką powierzchnię i niską częstotliwość. (jego środkowa częstotliwość to 2 MHz - 7 MHz)
W przypadku badań nieniszczących przetworniki ultradźwiękowe mają ponownie różne typy. Stykają się z przetwornikami, przetwornikami wiązki kątowej, przetwornikami linii opóźniającej, przetwornikami zanurzeniowymi i przetwornikami dwuelementowymi.
Aplikacje
Zastosowania przetworników ultradźwiękowych są
Te przetworniki mają wiele zastosowań w różnych dziedzinach, takich jak przemysł, medycyna itp. Mają one więcej zastosowań z powodu fal ultradźwiękowych. Pomaga to znaleźć cele, zmierzyć odległość obiektów do celu, znaleźć położenie obiektu, obliczyć poziom, pomocne są również przetworniki ultradźwiękowe.
W medycynie przetwornik ultradźwiękowy znajduje zastosowanie w badaniach diagnostycznych, urządzeniach chirurgicznych przy leczeniu raka, badaniach narządów wewnętrznych, badaniach serca, oczu i macicy przetworniki ultradźwiękowe są przydatne.
W przemyśle przetworniki ultradźwiękowe mają kilka ważnych zastosowań. Dzięki tym przetwornikom mogą mierzyć odległość niektórych obiektów, aby uniknąć kolizji, w zarządzaniu linią produkcyjną, kontroli poziomu cieczy, wykrywaniu przerwania przewodu, wykrywaniu ludzi w celu zliczania, wykrywaniu pojazdów i wielu innych.
Zalety i wady
Każdy system ma zalety i kilka wad. Tutaj omówimy zalety przetwornika ultradźwiękowego.
- Te przetworniki ultradźwiękowe mogą dokonywać pomiarów w każdym rodzaju materiału. Potrafią wyczuć wszystkie rodzaje materiałów.
- Na przetworniki ultradźwiękowe nie ma wpływu temperatura, woda, kurz ani inne.
- W każdym środowisku przetworniki ultradźwiękowe będą działać dobrze.
- Może również mierzyć na dużych odległościach wykrywania.
Plik wady tych przetworników obejmują następujące elementy.
- Przetworniki ultradźwiękowe są wrażliwe na zmiany temperatury. Ta zmiana temperatury może zmienić reakcję ultradźwiękową.
- Będzie miał problemy podczas odczytywania odbić od małych obiektów, cienkich i miękkich przedmiotów.
Tak więc chodzi o przegląd ultradźwięków transduktor . Na podstawie powyższych informacji możemy wreszcie wywnioskować, że urządzenie to służy do pomiaru odległości do obiektu za pomocą fal dźwiękowych. Mierzy odległość, wysyłając falę dźwiękową o określonej częstotliwości i nasłuchując jej odbicia. Tu pytanie do Ciebie, jaki jest zakres częstotliwości tego przetwornika?
