Frekvencia je definovaná ako počet signály alebo vlny, ktoré sa môžu objaviť v stanovenom čase. Jednotky frekvencie sú Hz (Hz). Tieto frekvencie sú rozdelené do niekoľkých rozsahov v závislosti od hodnôt frekvencií. Sú to veľmi nízke frekvencie (VLF), nízke frekvencie (LF), stredné frekvencie (MF), vysoké frekvencie (HF), veľmi vysoké frekvencie (VHF), mimoriadne vysoké frekvencie (UHF), mimoriadne vysoké frekvencie (SHF) a Extrémne vysoké frekvencie (EHF). Frekvenčný rozsah sa môže líšiť v závislosti od typu frekvencií. Frekvenčný rozsah VLF sa pohybuje od 3 do 30 kHz. Frekvenčný rozsah LF sa pohybuje od 30 kHz do 300 kHz. Frekvenčný rozsah MF sa pohybuje od 300 do 3000 kHz. Frekvenčný rozsah VF sa pohybuje od 3 MHz do 30 MHz. Frekvenčný rozsah UHF sa pohybuje od 300 MHz do 3 000 MHz. Frekvenčný rozsah SHF sa pohybuje od 3 GHz do 30 GHz. Frekvenčný rozsah EHF sa pohybuje od 30 GHz do 300 GHz. Tento článok pojednáva o prehľade ultrazvukový prevodník a jeho fungovanie.
Čo je to ultrazvukový prevodník?
Ultrazvukový menič je jedným typom zvukového senzora. Títo meniče vyšle elektrické signály do objektu a akonáhle signál udrie na objekt, vráti sa späť do prevodníka. V tomto procese tento prevodník meria vzdialenosť objektu nie podľa intenzity zvuku. Tieto prevodníky používajú na meranie niekoľkých parametrov ultrazvukové vlny. Má širokú škálu aplikácií v rôznych oblastiach. Frekvenčný rozsah ultrazvukových vĺn je nad 20 kHz. Používajú sa hlavne pri meraní vzdialeností. Nasledujúci obrázok označuje ultrazvukový menič.
ultrazvukový prevodník
Tieto meniče je možné definovať ako meniče, ktoré sa používajú na premenu jedného typu energie na ultrazvukové vibrácie. Pomocou týchto ultrazvukových vibrácií tento prevodník meria vzdialenosť objektu. K dispozícii sú dva typy, ako aktívny a pasívny
Princíp činnosti ultrazvukového meniča
Keď sa na tento prevodník aplikuje elektrický signál, vibruje okolo konkrétneho frekvenčného rozsahu a generuje zvukovú vlnu. Tieto zvukové vlny cestujú a kedykoľvek dôjde k akejkoľvek prekážke, budú tieto zvukové vlny odrážať informáciu prevodníka o ozvene. A na konci prevodníka sa táto ozvena premení na elektrický signál. Tu prevodník počíta časový interval medzi odoslaním zvukovej vlny do príjmu signálu ozveny. The ultrazvukový senzor vysiela ultrazvukový impulz pri 40 kHz, ktorý cestuje vzduchom. Tieto meniče sú lepšie ako infračervené snímače, pretože na tieto ultrazvukové snímače / senzory nemá vplyv dym, čierne materiály atď. Ultrazvukové snímače vynikajú v potlačovaní rušenia pozadia.
ultrazvukový prevodník
Ultrazvukové snímače sa používajú hlavne na zisťovanie vzdialenosti pomocou ultrazvukových vĺn. Vzdialenosť sa dá merať podľa nasledujúceho vzorca.
D = ½ * T * C
Tu D označuje vzdialenosť
T označuje časový rozdiel medzi vysielaním a príjmom ultrazvukových vĺn
C označuje zvukovú rýchlosť.
Schéma zapojenia
Ultrazvukový prevodník má obvod vysielača a prijímača, sú vybavené 555 časovačmi alebo Technológia CMOS . Vysielač a prijímač tohto meniča pracujú na rovnakej frekvencii.
Vysielač tohto meniča prenáša ultrazvukové vlny smerom k objektu a keď zvukové vlny na objekt narazia, zvukové signály sa prevedú na ultrazvukové a elektrické signály. Nasledujúca schéma ukazuje schému zapojenia vysielača ultrazvukového meniča.
ultrazvukový prevodník-vysielač
Obvod prijímača prijíma signály po dopade ultrazvukových vĺn na objekt a potom ich prevádza do elektrickej formy. Nasledujúca schéma ukazuje schému zapojenia prijímača ultrazvukového meniča.
ultrazvukový prevodník-prijímač
Typy ultrazvukových prevodníkov
Existujú rôzne typy ultrazvukových prevodníkov na základe faktorov, ako je usporiadanie piezoelektrických kryštálov, stopa a frekvencia. Oni sú
Lineárne ultrazvukové meniče - V tomto type prevodníkov je piezoelektrické usporiadanie kryštálov lineárne.
Štandardné ultrazvukové meniče - Tento typ sa tiež nazýva konvexné snímače. V tomto type je piezoelektrický kryštál v krivkovej forme. Pre hĺbkové vyšetrenia sú vhodnejšie.
Ultrazvukové snímače s fázovým poľom - Prevodníky fázového poľa majú malú stopu a nízku frekvenciu. (jeho stredová frekvencia je 2 MHz - 7 MHz)
Na nedeštruktívne testovanie majú ultrazvukové prevodníky opäť rôzne typy. Dotýkajú sa prevodníkov, prevodníkov uhlového lúča, prevodníkov oneskorenia, ponorných prevodníkov a dvojčlenných prevodníkov.
Aplikácie
Aplikácie ultrazvukových prevodníkov sú
Tieto prevodníky majú mnoho aplikácií v rôznych oblastiach, ako je priemyselná, lekárska atď. Vďaka ultrazvukovým vlnám majú ďalšie použitie. To pomáha vyhľadať ciele, zmerať vzdialenosť objektov od cieľa, zistiť polohu objektu, vypočítať hladinu a pomôcť sú aj ultrazvukové prevodníky.
V lekárskej oblasti má ultrazvukový menič uplatnenie v diagnostických testoch, chirurgických prístrojoch na liečenie rakoviny, testoch vnútorných orgánov, vyšetreniach srdca, očiach a kontrolách maternice. Ultrazvukové snímače sú užitočné.
V priemyselnej oblasti majú ultrazvukové prevodníky niekoľko dôležitých aplikácií. Pomocou týchto prevodníkov môžu merať vzdialenosť určitých objektov, aby sa vyhli kolízii, a to pri riadení výrobnej linky, kontrole hladiny kvapaliny, detekcii zlomenia drôtu, detekcii osôb pri počítaní, detekcii vozidla a mnohých ďalších.
Výhody a nevýhody
Akýkoľvek systém má výhody a niekoľko nevýhod. Tu sa bude diskutovať o výhody ultrazvukového meniča.
- Tieto ultrazvukové meniče sú schopné merať v akomkoľvek druhu materiálu. Dokážu vycítiť všetky druhy materiálov.
- Ultrazvukové prevodníky neovplyvňuje teplota, voda, prach ani nič iné.
- V akomkoľvek prostredí, budú ultrazvukové prevodníky fungovať dobre.
- Môže merať aj na veľké snímacie vzdialenosti.
The nevýhody týchto prevodníkov zahrňte nasledujúce.
- Ultrazvukové snímače sú citlivé na kolísanie teploty. Táto teplotná zmena môže zmeniť ultrazvukovú reakciu.
- Bude čeliť problémom pri čítaní odrazov od malých predmetov, tenkých a mäkkých predmetov.
Jedná sa teda o prehľad ultrazvuku prevodník . Z vyššie uvedených informácií nakoniec môžeme vyvodiť záver, že toto zariadenie sa používa na meranie vzdialenosti k objektu pomocou zvukových vĺn. Meria vzdialenosť vyslaním zvukovej vlny na konkrétnej frekvencii a počúvaním jej odrazenia. Tu je otázka, aký je frekvenčný rozsah tohto snímača?
