• Articles
• admin

het aantal golven of signalen dat optreedt in een vast tijdsinterval specificeert de frequentie en het wordt gemeten in de eenheden van Hertz (Hz). Op basis van de frequentiewaarden wordt het frequentiebereik gevarieerd en bepaald. Wanneer het geproduceerde geluid op een hoger niveau is dan het menselijke gehoorbereik, dan wordt gezegd dat het ultrageluid is, met een frequentiespectrum van meer dan 20KHz. Het apparaat dat de echografie kan genereren of aanvoelen wordt een ultrasone transducer en ultrasone sensor genoemd.

de verschillende frequentiebereiken zijn zeer lage frequentie – 3 tot 30KHz (VLF), lage frequentie – 30KHz tot 300KHz (LF), middelhoge Frequentie – 300 tot 3000KHz (MF), hoge frequentie – 3MHz tot 30 MHz (HF), zeer hoge frequentie – 30MHz tot 300MHz (VHF), ultrahoge frequentie – 300MHz tot 3000MHz (UHF), superhoge frequentie – 3GHz tot 30GHz (SHF) en zeer hoge-frequentiebereik (EHF) – 30ghz tot 300ghz. Dit artikel geeft een korte beschrijving van het werkingsprincipe en het circuit van een ultrasone transducer.

Wat is een ultrasone Transducer?

definitie: een ultrasone Transducer verwijst naar Capacitieve Transducer of piëzo-elektrische Transducer die elektrische energie kan omzetten in ultrasone energie en omgekeerd. Het is een van de soorten geluidsgerelateerde transducers. Het frequentiespectrumbereik van deze ultrageluid of ultrasone golf is meer dan 20KHz en dit wordt gebruikt bij 200KHz op basis van de toepassing.

deze worden gebruikt bij niet-destructief onderzoek, het meten van materialen en het identificeren van kleine fouten vanwege de lagere golflengte van de ultrageluid. Deze zijn belangrijk in sensoren voor niveau-en stroommeting, afstandberekening, en ook in biomedische, power-en andere ultrasone toepassingen. Het heeft een breed scala aan toepassingen op verschillende gebieden.

ultrasone Transducer werkt

wanneer deze transducer de elektrische signalen naar het doel verzendt, raakt het signaal het object en keert terug naar de transducer. Hier wordt de afstand van het object berekend in plaats van de amplitude van het signaal en de geluidskwaliteit. Deze transducers maken gebruik van ultrasone golven om een paar parameters te berekenen, maar worden meestal gebruikt in afstandsmeting.

deze transducer is afhankelijk van de gevoeligheid of resolutie. Het vermogen van de transducer om signalen die door de twee nauwe reflectoren worden gevormd, los te koppelen, wordt resolutie genoemd. Het vermogen van de transducer om de fout in de stoffen te detecteren staat bekend als gevoeligheid. Een extreem gedempte transducer helpt om het gereflecteerde signaal te verlagen en laat de transducer toe om de fouten op een nauwe afstand te bestuderen. Aan transducer zou hogere resolutie en gevoeligheid met grote Gepolariseerde keramische materialen en kristallen moeten hebben om zijn proces te veranderen.

dit systeem kan ultrasone trillingen ontvangen en genereren. Het bestaat uit een slijtplaat, backing en een actief element. Een piëzo-elektrische of eenkristal is een actief element in de transducer dat de elektrische signaalenergie kan omzetten of omzetten in ultrasone energie en ook kan het de ultrasone energie terug te halen en zet het in elektrische energie. Een apparaat genaamd een foutdetector genereert de elektrische puls.

bij niet-destructieve tests (NDT) transformeert deze transducer de elektrische energiepuls die uit het testapparaat wordt gegenereerd in mechanische energie in de geluidsgolven die binnen het testapparaat bewegen. De geluidsgolven kunnen worden teruggestuurd van het testapparaat om te transformeren in een elektrische energiepuls door de transducer die kan worden uitgevoerd en gedemonstreerd door het testsysteem.

om geluidsgolven te produceren en te herstellen met een hoger frequentiebereik en meer dan het menselijke gehoorniveau, fungeren de transducers als ultrasone Luidsprekers en microfoons. Deze transducer bestaat uit een zender, ontvanger, besturingselement en voeding. De zender hiervan bevat een zender en keramische vibrator van ongeveer 15mm in diameter.

de transmitter transducer is bedoeld om de elektrische energie van de keramische vibrator om te zetten in ultrasone energie en straalt de lucht in. Terwijl de ontvanger transducer bevat een versterker circuit en een versterker. Het ontvangt de geluidsgolf / ultrasone golf om mechanische trillingen te genereren en transformeert het in elektrische energie.

deze geconverteerde elektrische energie is de output van deze transducerontvanger en wordt gebruikt om de overgedragen ultrasone energie te detecteren. Het besturingsgedeelte van deze transducer regelt de kettingfrequentie van energiepulsen, de duty cycle, het tellen, de afstandsdetectie door de zender en de schaarse modulatie. De vereiste voeding kan gelijkstroom 24V+-10% of gelijkstroom 12V zijn+-10%

deze transducer gebruikt het akoestische medium om contactloze en slijtvrije objecten te detecteren. Ze kunnen elk type materialen en stoffen zoals transparante objecten, gekleurde objecten, metalen en niet-metalen objecten, vaste stoffen, vloeistoffen, en ook poedervormige stoffen te identificeren. De prestaties van de detectie wordt beïnvloed door omgevingsomstandigheden zoals stof, rook, water, enz.

de prestaties van deze transducer zijn afhankelijk van de productie van de wafer en moeten een grote elektromechanische koppelingscoëfficiënt hebben met een hoge gevoeligheid. De operationele frequentie van deze transducer is de resonantiefrequentie van het piëzo-elektrische materiaal. De frequentie van de toegepaste wisselspanning is gelijk aan de resonantiefrequentie van de chip, die de hoogste uitgangsenergie en de hoogste gevoeligheid heeft.

vanwege het hoge Curiepunt van de piëzo-elektrische materialen gebruikt de transducer een laag vermogen en een lage bedrijfstemperatuur voor diagnose en werkt hij langere perioden zonder beschadiging van het circuit. De medische ultrasone transducer sondes hebben hoge temperaturen en vereisen aparte koelapparatuur om de storing te voorkomen.

werkingsprincipe van een ultrasone transducer

de geluidsgolf wordt geproduceerd wanneer een elektrisch signaal op een ultrasone transducer wordt aangebracht en deze trilt over het gehele gespecificeerde frequentiebereik. Deze geluidsgolven reizen en sturen de gegevens van de transducer (of reflectie van de echo van de transducer) terug wanneer er een hindernis/interferentie optreedt. Vandaar dat de gegevens worden omgezet in elektrische signalen.

de transducer bepaalt het tijdsinterval tussen de uitgezonden geluidsgolf en het ontvangen echosignaal. Het werkingsprincipe van de ultrasone transducer is gebaseerd op de transformatie van een vorm van energie naar een andere vorm. Het basisdiagram van de ultrasone transducer, waarin het werkingsprincipe en de componenten worden beschreven, wordt hieronder weergegeven.

bij 40 kHz wordt de ultrasone puls uitgezonden door de ultrasone transducer die door de lucht reist. Dit type transducer heeft meer de voorkeur dan elke andere infraroodsensor, omdat ze niet worden beïnvloed door stof, smote, zwarte materialen, enz. De ultrasone transducers werken efficiënt bij het onderdrukken van geluidsvervorming.

om de afstand te bepalen, maken de ultrasone transducers gebruik van ultrasone golven. De formule om de afstand te berekenen wordt gegeven als,

D = ½ * T * C

waarbij ” D ” de afstand is.

” T “geeft het tijdsverschil tussen het zenden en ontvangen van ultrasone golven door de transducer

” C ” is de sonische snelheid

Ultrasone Transducercircuit

er zijn twee hoofdcircuits van ultrasone transducers – één voor de zender en één voor de ontvanger. Ze zijn ontworpen met CMOS-technologie of een 555 timer. De ultrasone transducerzender en ontvanger werken op dezelfde frequentie.

wanneer de ultrasone zender de ultrasone golven naar het specifieke doel stuurt en geluidsgolven het object raken, worden de geluidssignalen omgezet in elektrische en ultrasone signalen. Het ultrasone transducercircuit voor de zender is hieronder weergegeven.

na het raken van de ultrasone golven op het doel ontvangt de ontvanger van de ultrasone transducer de signalen en zet ze om in elektrische signalen. Het schema van de ultrasone ontvanger van de transducer is hieronder weergegeven.

typen ultrasone transducers

er zijn verschillende typen transducers gebaseerd op belangrijke factoren zoals voetafdruk, frequentie en opstelling van een piëzo-elektrisch kristal. De volgende zijn de efficiënte ultrasone transducer types hieronder gegeven.

lineair type: in dit type transducer is de array van een piëzo-elektrisch kristal lineair.

Gefaseerde Array: Dit type transducer heeft een beperkte voetafdruk en lage frequentiebereiken van 2MHz-7MHz

Standaard: Het is ook bekend als normale ultrasone Transducer of convexe ultrasone Transducer. De vorm van een piëzo-elektrisch kristal is bochtig in dit type. Het heeft meestal de voorkeur voor diepgaande testtoepassingen.

er zijn verschillende soorten transducers voor niet-destructieve tests, zoals Delay Line Transducers, Hoekbundel Transducers, Contact Transducers, immersie Transducers en dual Element Transducers.

zie deze link voor meer informatie over Ultrasone Sensoren MCQ ‘ s

voordelen & nadelen

de voordelen van ultrasone transducers zijn onder meer de volgende.

• ze kunnen elk soort materiaal meten en elk type stof waarnemen.
• zij worden niet beïnvloed door temperatuur, water, stof of andere stoffen.
• zij zullen in een relevante toestand onder elke omgeving werken.
• deze zijn belangrijk voor het meten van hoge detectieintervallen.

enkele nadelen van ultrasone transducers zijn:,

• deze zijn gevoelig voor directe en hoge temperatuurschommelingen
• de verandering in het detectievermogen is te wijten aan de onvoorspelbare temperatuurconversies.
• moeilijk om de reflecties te bepalen van de kleine doelen, die te zacht en dun zijn. Er worden echter nieuwe experimenten uitgevoerd om deze problemen aan te pakken.

toepassingen

de verschillende toepassingen van ultrasone transducers omvatten:,

• gebruikt op verschillende gebieden zoals industrieel, Medisch, enz.
• ultrasone golven worden gebruikt om het doel te detecteren en de afstand tussen het object en het doel te meten.
• wordt gebruikt om de locatie van het object te identificeren en de status van het doel te evalueren.
• op medisch gebied worden deze transducers gebruikt in diagnostische tests en chirurgische toepassingen zoals kankerbehandelingen, interne organen testen, hart controles, oog en baarmoeder controles.
• in de industriële sector worden deze transducers gebruikt om de afstand van het gespecificeerde doel te bepalen om botsingen te voorkomen, productlijnbeheer, vloeistofniveau-regeling en-bewaking, detectie van draadbreuk, detectie van voertuigen en personen voor het tellen, en nog veel meer.

het gaat hier dus om een overzicht van de definitie van ultrasone transducers, werkingsprincipe, schakelschema, Types, toepassingen, voor – en nadelen. We kunnen concluderen dat de ultrasone transducer wordt gebruikt om de afstand van het doel te bepalen door gebruik te maken van geluidsgolven. Om de intervallen te berekenen, zendt het de geluidsgolf op de gewenste frequentie uit en wacht op die geluidsgolf totdat het hem terug ontvangt. Hier is een vraag voor u, “wat zijn de voor-en nadelen van ultrasone sensoren ten opzichte van ultrasone Transducers? “