• Articles
• admin

antallet af bølger eller signaler, der forekommer i et fast tidsinterval, angiver frekvensen, og den måles i enheder af HTS (HS). Baseret på frekvensværdierne varieres frekvensområdet, og det bestemmes. Når den producerede lyd er på et højere niveau end det menneskelige høreområde, siges det at være ultralyd med et frekvensspektrum på over 20 kg. Enheden, der kan generere eller mærke ultralydet, kaldes en ultralydstransducer og ultralydssensor.

de forskellige frekvensområder er meget lav frekvens – 3 til 30KH (VLF), lav frekvens – 30kh til 300kh (LF), mellemfrekvens – 300 til 3000KH (MF), høj frekvens – 3MH til 30 MH (HF), meget høj frekvens – 30mh til 300mh (VHF), ultrahøj frekvens – 300mh til 3000mh (UHF), superhøj frekvens – 3GH til 30gh (SHF) og meget højfrekvensområde (EHF)-30gh til 300gh. Denne artikel giver en kort beskrivelse af arbejdsprincippet og kredsløbet for en ultralydstransducer.

Hvad er en ultralydstransducer?

Definition: en ultralydstransducer henviser til kapacitiv Transducer eller Piesoelektrisk Transducer, der kan konvertere elektrisk energi til ultralydsenergi og omvendt. Det er en af typerne af lydrelaterede transducere. Frekvensspektrumområdet for denne ultralyd eller ultralydbølge er over 20 kg, og dette bruges ved 200 kg baseret på applikationen.

disse bruges til ikke-destruktiv test, målematerialer og identifikation af små fejl på grund af ultralydets lavere bølgelængde. Disse er vigtige i sensorer til niveau-og strømningsmåling, afstandsberegning og også i biomedicinske, strøm-og andre ultralydapplikationer. Det har en bred vifte af applikationer inden for forskellige områder.

ultralydstransducer arbejder

når denne transducer sender de elektriske signaler til målet, rammer signalet objektet og vender tilbage til transduceren. Her afstand af objektet beregnes snarere end amplituden af signalet og lydkvaliteten. Disse transducere bruger ultralydbølger til at beregne et par parametre, men bruges typisk til afstandsmåling.

denne transducer afhænger af følsomheden eller opløsningen. Transducerens evne til at afbryde signaler dannet af de to tætte reflektorer kaldes opløsning. Transducerens evne til at detektere fejlen i stofferne er kendt som følsomhed. En ekstremt dæmpet transducer hjælper med at sænke det reflekterede signal og tillader transduceren at studere de tæt adskilte fejl. Til transducer bør have højere opløsning og følsomhed med store polariserede keramiske materialer og krystaller til at ændre sin proces.

dette system kan modtage og generere ultralydsvibrationer. Den består af en slidplade, bagside og et aktivt element. En enkeltkrystal er et aktivt element i transduceren, der kan konvertere eller omdanne den elektriske signalenergi til ultralydsenergi, og den kan også hente ultralydsenergien tilbage og omdanne den til elektrisk energi. En enhed kaldet en fejldetektor genererer den elektriske puls.

I ikke-destruktiv test (NDT) omdanner denne transducer den elektriske energipuls, der genereres fra testenheden, til mekanisk energi i lydbølgerne, der bevæger sig inden i testenheden. Lydbølgerne kan overføres tilbage fra testenheden for at omdanne til en elektrisk energipuls af transduceren, der kan udføres og demonstreres af testsystemet.

for at producere og genvinde lydbølgerne i et højere frekvensområde og mere end det menneskelige høreniveau fungerer transducerne som ultralydshøjttalere og mikrofoner. Denne transducer er sammensat af en sender, modtager, kontroldel og strømforsyning. Senderen af dette indeholder en sender og keramisk vibrator på omkring 15mm i diameter.

transmittertransducerens funktion er at omdanne den elektriske energi fra den keramiske vibrator til ultralydsenergi og udstråler i luften. Mens modtagertransduceren indeholder et forstærkerkredsløb og en forstærker. Den modtager lydbølgen / ultralydbølgen for at generere mekanisk vibration og omdanner den til elektrisk energi.

denne konverterede elektriske energi er output fra denne transducermodtager, og den bruges til at detektere den transmitterede ultralydsenergi. Kontrolafsnittet på denne transducer styrer kædefrekvensen for energiimpulser, arbejdscyklus, tælling, afstandsdetektion af senderen og sparsom modulering. Den krævede strømforsyning kan være DC 24V+-10% eller DC 12V +-10%

denne transducer bruger det akustiske medium til at detektere ikke-kontakt og slidfrie genstande. De kan identificere enhver form for materialer og stoffer som gennemsigtige genstande, farvede genstande, metal-og ikke-metalgenstande, faste stoffer, væsker og også pulveriserede stoffer. Dens ydeevne er påvirket af miljømæssige forhold som støv, røg, vand osv.

udførelsen af denne transducer afhænger af fremstillingen af skiven og skal have en stor elektromekanisk koblingskoefficient med høj følsomhed. Den operationelle frekvens af denne transducer er det elektroelektriske materiales resonansfrekvens. Frekvensen af den påførte vekselstrømsspænding er lig med resonansfrekvensen af chippen, som har den højeste udgangsenergi og den højeste følsomhed.

på grund af det høje Curie-punkt i de elektroelektriske materialer bruger transduceren lav effekt og lav driftstemperatur til diagnose og arbejder længere perioder uden kredsløbsskader. De medicinske ultralydstransducerprober har høje temperaturer og kræver separat køleudstyr for at forhindre nedbrydning.

ultralydstransducer arbejdsprincip

lydbølgen produceres, når et elektrisk signal påføres en ultralydstransducer, og det vibrerer i hele det specificerede frekvensområde. Disse lydbølger rejser og sender transducerens data tilbage (eller afspejling af transducerens ekko), når der opstår nogen forhindring/interferens. Derfor omdannes dataene til elektriske signaler.

transduceren bestemmer tidsintervallet mellem den transmitterede lydbølge og det modtagne ekkosignal. Ultralydstransducerens arbejdsprincip er baseret på omdannelsen af en form for energi til en anden form. Det grundlæggende diagram over ultralydstransduceren, der beskriver dets arbejdsprincip og komponenterne, er vist nedenfor.

ved 40kh transmitteres ultralydspulsen af ultralydstransduceren, der bevæger sig gennem luften. Denne type transducer foretrækkes mere end nogen anden infrarød sensor, fordi de ikke påvirkes af støv, slag, sorte materialer osv. Ultralydstransducerne arbejder effektivt i undertrykkelsen af støjforvrængning.

for at evaluere afstanden bruger ultralydstransducerne ultralydbølger. Formlen til beregning af afstanden er angivet som,

D = List * T * C

hvor ‘D’ er afstanden.

‘T’ giver tidsforskellen mellem transmission og modtagelse af ultralydbølger af transduceren

‘C’ er den soniske hastighed

Ultralydstransducerkredsløb

der er to vigtigste ultralydstransducerkredsløb – den ene til senderen og den anden til modtageren. De er designet med CMOS-teknologi eller en 555 timer. Den ultrasoniske transducersender og modtager fungerer med samme frekvens.

når ultralydssenderen sender ultralydbølgerne mod det bestemte mål, og lydbølgerne rammer objektet, omdannes lydsignalerne til elektriske og ultralydsignaler. Ultralydstransducerkredsløbet til senderen er vist nedenfor.

efter at have ramt ultralydbølgerne til målet modtager ultralydstransducermodtageren signalerne og omdanner dem til elektriske signaler. Ultralydstransducermodtagerens kredsløbsdiagram er vist nedenfor.

Ultrasonic Transducer typer

der er forskellige typer transducere baseret på vigtige faktorer som fodaftryk, frekvens og arrangement af en piesoelektrisk krystal. Følgende er de effektive ultralydstransducertyper, der er angivet nedenfor.

lineær type: i denne type transducer er arrayet af en piesoelektrisk krystal lineær.

Faset Array: Denne type transducer har et begrænset fodaftryk og lave frekvensområder fra 2 mm-7 mm

Standard: Det er også kendt som Normal ultralydstransducer eller konveks ultralydstransducer. Formen af en piesoelektrisk krystal er kurvet i denne type. Det foretrækkes mest til dybdegående testapplikationer.

der er forskellige typer transducere til ikke-destruktiv test, såsom Forsinkelsesledningstransducere, Vinkelstråletransducere, Kontakttransducere, Nedsænkningstransducere og Dobbeltelementtransducere.

se dette link for at vide mere om ultralydssensor MCK

fordele & ulemper

fordelene ved ultralydstransducere inkluderer følgende.

• de kan måle enhver form for materiale og fornemme enhver form for stof.
• de påvirkes ikke af temperatur, vand, støv eller andre.
• de vil fungere i en relevant tilstand under ethvert miljø.
• disse er vigtige for at måle høje sensorintervaller.

nogle af ultralydstransducerens ulemper er som følger,

• disse er følsomme over for øjeblikkelige og høje variationer i temperatur
• ændringen i detektionsevnen skyldes de uforudsigelige temperaturkonverteringer.
• vanskeligt at bestemme refleksionerne fra de små mål, som er for bløde og tynde. Men nye eksperimenter foregår for at løse disse problemer.

applikationer

de forskellige anvendelser af ultralydstransducer inkluderer,

• anvendes i forskellige områder som industrielle, medicinske osv.
• ultralydbølger bruges til at detektere målet og måle afstanden mellem objektet og målet.
• bruges til at identificere objektets placering og evaluere målets tilstand.
• på det medicinske område anvendes disse transducere i diagnostiske tests og kirurgiske applikationer som kræftbehandlinger, test af indre organer, hjerteundersøgelser, øjen-og livmoderundersøgelser.
• i den industrielle sektor bruges disse transducere til at bestemme afstanden til det specificerede mål for at forhindre kollisioner, styring af produktlinje, væskestandskontrol og overvågning, påvisning af trådbrud, påvisning af køretøjer og mennesker til tælling og mange flere.

dette handler således om en oversigt over ultralydstransducer – Definition, arbejdsprincip, kredsløbsdiagram, typer, applikationer, fordele og ulemper. Vi kan konkludere, at ultralydstransduceren bruges til at bestemme målets afstand ved at anvende lydbølger. For at beregne intervallerne transmitterer den lydbølgen med den ønskede frekvens og venter på den lydbølge, indtil den modtager den tilbage. Her er et spørgsmål til dig, “hvad er fordele og ulemper ved ultralydssensorer i forhold til ultralydstransducere? “