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一定の時間間隔で発生する波または信号の数は、周波数を指定し、それはヘルツ（Hz）の単位で測定されます。 周波数の値に基づいて、周波数範囲が変化し、それが決定される。 作り出される音が人間のヒアリングの範囲より高いレベルにあるとき、それは20khz上のの頻度スペクトルの超音波、であると言われます。 超音波を発生させるか、または感じることができる装置は超音波トランスデューサーおよび超音波センサーと呼ばれます。＜3670＞＜7865＞様々な周波数範囲は、超低周波-3〜30kHz（VLF）、低周波-30kHz〜300kHz（LF）、中周波-300〜3000kHz（MF）、高周波-3MHz〜30MHz（HF）、超高周波-30MHz〜300MHz（VHF）、超高周波-300MHz〜3000MHz（UHF）、超高周波-300MHz〜3000MHz（UHF）、超高周波-300MHz〜3000MHz（UHF）、超高周波–300MHz〜3000MHz（UHF）、超高周波-300MHz〜3000MHz（UHF）、超高周波高周波-3GHz30GHz（Shf）および非常に高周波範囲（ehf）-30GHZ300GHz。 この記事では、超音波トランスデューサの動作原理と回路の簡単な説明を与えます。

超音波トランスデューサとは何ですか？

定義:超音波トランスデューサーは超音波エネルギーに電気エネルギーを逆に変えることができる容量性トランスデューサーか圧電気のトランスデューサーを示 それは音関連のトランスデューサーのタイプの1つです。 この超音波または超音波の周波数スペクトル範囲は20kHzを超えており、これはアプリケーションに基づいて200kHzで使用されます。

これらは、超音波の波長が低いため、非破壊検査、材料の測定、小さな欠陥の特定に使用されます。 これらはレベルおよび流れの測定、間隔の計算のためのセンサーとまた生物医学的な、力および他の超音波の適用で重要である。 それはさまざまな分野で広い応用範囲を有する。

超音波トランスデューサーの働き

このトランスデューサーがターゲットに電気信号を送信するとき、信号は目的に当り、トランスデューサーに戻ります。 ここでオブジェクトの距離は、信号の振幅と音質ではなく計算されます。 これらのトランスデューサは、いくつかのパラメータを計算するために超音波を利用しますが、通常は距離測定に使用されます。

このトランスデューサは感度または分解能に依存します。 二つの近い反射器によって形成された信号を切断する変換器の能力は、分解能と呼ばれます。 トランスデューサが物質の欠陥を検出する能力は、感度として知られています。 非常に減衰されたトランスデューサは、反射信号を低下させるのに役立ち、トランスデューサが密接に間隔をあけられた障害を調査することを可能にします。 トランスデューサーにプロセスを変える大きい分極された陶磁器材料および水晶との高リゾリューションそして感受性があるべきです。

このシステムは超音波振動を受け取り、発生できます。 それは摩耗の版、裏付けおよび活動的な要素から成っている。 圧電体または単結晶は、電気信号エネルギーを超音波エネルギーに変換または変換することができ、また超音波エネルギーを回収して電気エネルギーに変 故障検出器と呼ばれるデバイスは、電気パルスを生成します。

非破壊試験（NDT）では、このトランスデューサーはテスト装置の内で動く音波の力学的エネルギーにテスト装置から発生する電気エネルギーの脈拍を変形させ 音波はテスト装置からテストシステムによって実行され、示すことができるトランスデューサーによって電気エネルギーの脈拍に変形するために送

人間の聴覚レベルよりも高い周波数範囲で音波を生成し、回復するために、トランスデューサは超音波スピーカーとマイクロホンとして機能します。 このトランスデューサーは送信機、受信機、制御部品および電源で構成されます。 これの送信機は直径で約15mmの送信機そして陶磁器のバイブレーターを含んでいる。

送信機のトランスデューサーの機能は超音波エネルギーに陶磁器のバイブレーターの電気エネルギーを変形させることで、空気に放射します。 受信機のトランスデューサーがアンプ回路およびアンプを含んでいる間。 それは機械振動を発生させるために音波/超音波を受け取り、電気エネルギーに変形させます。

この変換された電気エネルギーは、このトランスデューサー受信機の出力であり、送信された超音波エネルギーを検出するために使用されます。 このトランスデューサの制御部は、エネルギーパルスのチェーン周波数、デューティサイクル、カウント、送信機による距離検出、およびスパース変調を制御します。 必要な電源はDC24V+-10%またはDC12Vのどれである場合もあります+-10%

このトランスデューサーは無接触および摩耗なしの目的を検出するのに音響媒体を使用する。 それらは透明な目的、着色された目的、金属および非金属目的、固体、液体およびまた粉にされた物質のようなタイプの材料そして物質を識別しても 検出のその性能は塵、煙、水、等のような環境条件によって影響されます。

このトランスデューサの性能はウェハの製造に依存し、高感度で大きな電気機械結合係数を持つ必要があります。 このトランスデューサーの操作上の頻度は圧電気材料の共鳴頻度です。 印加されるAC電圧の周波数は、チップの共振周波数に等しく、これは最高の出力エネルギーと最高の感度を有する。

圧電材料の高いCurieポイントが原因で、トランスデューサーは診断のために低い電力および低い実用温度を使用し、回路の損傷なしで長期を働かせます。 医学の超音波トランスデューサーの調査に高温があり、別の冷却装置が故障を防ぐように要求します。

超音波トランスデューサーの働き主義

音波は電気信号が超音波トランスデューサーに加えられ、頻度の指定範囲中振動するとき作り出されます。 これらの音波はハードル/干渉が現われる時はいつでもトランスデューサー（かトランスデューサーのエコーの反射）のデータを移動し、送返します。 したがって、データは電気信号に変換されます。

トランスデューサは、送信された音波と受信されたエコー信号との間の時間間隔を決定します。 超音波トランスデューサーの働き主義は別の形態へのエネルギーの1つの形態の変形に基づいています。 その動作原理と部品を説明する超音波トランスデューサの基本図を以下に示します。

40khzでは、超音波パルスは空気中を移動する超音波トランスデューサによって送信されます。 このタイプのトランスデューサーは塵、smote、黒い材料、等によって影響を及ぼされないので他のどの赤外線センサーもより好まれます。 超音波トランスデューサーは騒音のゆがみの抑制で効率的に働く。

距離を評価するために、超音波トランスデューサは超音波を利用します。 距離を計算する式は、

D=λ*T*C

ここで、’D’は距離です。

‘T’はトランスデューサによる超音波の送受信の間の時間ギャップを与えます

‘C’は音速です

超音波トランスデューサ回路

二つの主要な超音波トランスデューサ回路があります–一つはトランスミッタ用ともう一つはレシーバ用です。 彼らはCMOSの技術か555タイマーと設計されている。 超音波トランスデューサーの送信機および受信機は同じ頻度で作動します。

超音波送信機が特定のターゲットに向かって超音波を送信し、音波が物体に当たると、音声信号は電気信号および超音波信号に変換されます。 送信機のための超音波トランスデューサー回路は次示されています。

超音波にターゲットに当った後、超音波トランスデューサーの受信機は信号を受 超音波トランスデューサーの受信機の回路図は次示されています。

超音波トランスデューサの種類

圧電結晶のフットプリント、周波数、配置などの重要な要 以下は、以下に示す効率的な超音波トランスデューサの種類です。

リニアタイプ：このタイプのトランスデューサでは、圧電水晶の配列はリニアです。

フェーズドアレイ: このタイプのトランスデューサーに限られた足跡があり、2mhz-7mhz

標準からの低頻度の範囲:それは別名正常な超音波トランスデューサーか凸の超音波トランスデューサーです。 圧電気の水晶の形はこのタイプで曲がりくねっています。 それは詳細な試験応用のために大抵好まれる。

非破壊検査用のトランスデューサには、遅延線トランスデューサ、角度ビームトランスデューサ、接触トランスデューサ、浸漬トランスデューサ、デュアルエレメント

超音波センサーのMCQsについての詳細を知るためにこのリンクを参照して下さい

利点&不利な点

超音波トランスデューサーの利点は次を含んでいます。

• あらゆる種類の物質を測定し、あらゆる種類の物質を感知することができます。
• 温度、水、ほこりなどの影響を受けません。
• 彼らはどのような環境下でも関連する条件で動作します。
• これらは、高い検出間隔を測定するために重要です。

超音波トランスデューサの欠点のいくつかは次のとおりです,

• これらは温度の即時および高い変化に敏感である
• 検出の能力の変更は予想外の温度の転換が原因である。
• 柔らかすぎて薄い小さなターゲットからの反射を決定することは困難です。 しかし、これらの問題に対処するための新しい実験が行われています。

適用

超音波トランスデューサーのさまざまな適用は下記のものを含んでいます,

• 産業、医学、等のような異なった分野で使用される。
• 超音波は、ターゲットを検出し、オブジェクトとターゲットとの間の距離を測定するために使用されます。
• オブジェクトの位置を特定し、ターゲットの状態を評価するために使用されます。
• 医療分野では、これらのトランスデューサは、診断テスト、癌治療、内臓検査、心臓検査、眼、子宮検査などの外科的用途に使用されています。
• 産業部門では、これらのトランスデューサは、衝突を防ぐために指定されたターゲットの距離を決定するために使用され、製品ラインの管理、液面の制御と監視、ワイヤ破断の検出、車両と人の計数の検出などがあります。

このように、これはすべての超音波トランスデューサの概要についてです–定義、動作原理、回路図、種類、アプリケーション、利点、および欠点。 超音波トランスデューサは音波を用いてターゲットの距離を決定するために使用されると結論することができる。 間隔を計算するために、音波を所望の周波数で送信し、音波を受信するまでその音波を待つ。 ここにあなたのための質問はある、”超音波トランスデューサ上の超音波センサーの利点そして不利な点は何であるか。 “