• Articles
• admin

numărul de unde sau semnale care apar într-un interval de timp fix specifică frecvența și se măsoară în unitățile de Hertz (Hz). Pe baza valorilor frecvenței, intervalul de frecvență este variat și este determinat. Când sunetul produs este la un nivel mai ridicat decât domeniul auzului uman, atunci se spune că este ultrasunete, cu un spectru de frecvență de peste 20kHz. Dispozitivul care poate genera sau simți ultrasunetele se numește traductor ultrasonic și senzor ultrasonic.

diferitele intervale de frecvență sunt de frecvență foarte joasă – 3 până la 30kHz (VLF), frecvență joasă – 30kHz până la 300KHz (LF), frecvență medie – 300 până la 3000khz (MF), frecvență înaltă – 3MHz până la 30 MHz (HF), frecvență foarte înaltă – 30MHz până la 300 MHz (VHF), frecvență Ultra înaltă – 300MHz până la 3000 MHz (UHF), super înaltă frecvență – 3Ghz la 30ghz (SHF) și gama de înaltă frecvență (EHF)-30ghz la 300ghz. Acest articol oferă o scurtă descriere a principiului de lucru și a circuitului unui traductor cu ultrasunete.

ce este un traductor cu ultrasunete?

definiție: un traductor cu ultrasunete se referă la traductor capacitiv sau traductor Piezoelectric care poate converti energia electrică în energie cu ultrasunete și invers. Este unul dintre tipurile de traductoare legate de sunet. Gama de frecvențe a acestui ultrasunete sau val ultrasonic este de peste 20kHz și acest lucru este utilizat la 200KHz pe baza aplicației.

acestea sunt utilizate în testarea nedistructivă, măsurarea materialelor și identificarea defectelor mici din cauza lungimii de undă mai mici a ultrasunetelor. Acestea sunt importante în senzori pentru măsurarea nivelului și a debitului, calculul distanței și, de asemenea, în aplicații biomedicale, de putere și alte aplicații cu ultrasunete. Are o gamă largă de aplicații în diverse domenii.

traductor cu ultrasunete de lucru

când acest traductor transmite semnalele electrice pe țintă, atunci semnalul lovește obiectul și revine la traductor. Aici distanța obiectului este calculată mai degrabă decât amplitudinea semnalului și a calității sunetului. Aceste traductoare utilizează unde ultrasonice pentru a calcula câțiva parametri, dar sunt de obicei utilizate în măsurarea distanței.

acest traductor depinde de sensibilitate sau rezoluție. Capacitatea traductorului de a deconecta semnalele formate de cei doi reflectori apropiați se numește rezoluție. Capacitatea traductorului de a detecta defecțiunea substanțelor este cunoscută sub numele de sensibilitate. Un traductor extrem de amortizat ajută la scăderea semnalului reflectat și permite traductorului să studieze defectele strâns distanțate. Pentru traductor ar trebui să aibă o rezoluție mai mare și sensibilitate cu materiale ceramice polarizate mari și cristale pentru a schimba procesul său.

acest sistem poate primi și genera vibrații cu ultrasunete. Se compune dintr-o placă de uzură, suport și un element activ. Un piezoelectric sau cristalul unic este un element activ în traductor care poate converti sau transforma energia semnalului electric în energie ultrasonică și, de asemenea, poate recupera energia ultrasonică și o transformă în energie electrică. Un dispozitiv numit detector de defecțiuni generează pulsul electric.

în testarea nedistructivă (NDT), acest traductor transformă pulsul de energie electrică generat de dispozitivul de testare în energie mecanică în undele sonore care se mișcă în dispozitivul de testare. Undele sonore pot fi transmise înapoi de la dispozitivul de testare pentru a se transforma într-un impuls de energie electrică de către traductor care poate fi executat și demonstrat de sistemul de testare.

pentru a produce și recupera undele sonore la un interval de frecvență mai mare și mai mult decât nivelul auzului uman, traductoarele acționează ca difuzoare cu ultrasunete și microfoane. Acest traductor este compus dintr-un emițător, receptor, parte de control și sursă de alimentare. Transmițătorul conține un emițător și un vibrator ceramic cu diametrul de aproximativ 15 mm.

funcția traductorului emițător este de a transforma energia electrică a vibratorului ceramic în energie ultrasonică și radiază în aer. În timp ce traductorul receptorului conține un circuit amplificator și un amplificator. Primește unda sonoră / unda ultrasonică pentru a genera vibrații mecanice și o transformă în energie electrică.

această energie electrică convertită este ieșirea acestui receptor traductor și este utilizată pentru a detecta energia ultrasonică transmisă. Secțiunea de control a acestui traductor controlează frecvența lanțului impulsurilor de energie, ciclul de funcționare, numărarea, Detectarea Distanței de către emițător și modularea redusă. Sursa de alimentare necesară poate fi DC 24V + -10% sau DC 12V+-10%

acest traductor utilizează mediul acustic pentru a detecta obiecte fără contact și fără uzură. Ele pot identifica orice tip de materiale și substanțe, cum ar fi obiecte transparente, obiecte colorate, obiecte metalice și nemetalice, solide, lichide și, de asemenea, substanțe pulverulente. Performanța sa de detectare este afectată de condițiile de mediu, cum ar fi praful, fumul, apa etc.

performanța acestui traductor depinde de fabricarea plăcii și ar trebui să aibă un coeficient de cuplare electromecanic mare cu sensibilitate ridicată. Frecvența operațională a acestui traductor este frecvența de rezonanță a materialului piezoelectric. Frecvența tensiunii AC Aplicate este egală cu frecvența de rezonanță a cipului, care are cea mai mare energie de ieșire și cea mai mare sensibilitate.

datorită punctului Curie ridicat al materialelor piezoelectrice, traductorul utilizează o putere redusă și o temperatură de funcționare scăzută pentru diagnosticare și funcționează perioade mai lungi fără deteriorarea circuitului. Sondele medicale traductor cu ultrasunete au temperaturi ridicate și necesită echipamente de răcire separate pentru a preveni defalcarea.

traductor cu ultrasunete principiul de lucru

unda sonoră este produsă atunci când un semnal electric este aplicat la un traductor cu ultrasunete și vibrează în întreaga gamă specificată de frecvență. Aceste unde sonore călătoresc și vor trimite înapoi datele traductorului (sau reflectarea ecoului traductorului) ori de câte ori apare orice obstacol/interferență. Prin urmare, datele sunt transformate în semnale electrice.

traductorul determină intervalul de timp dintre unda sonoră transmisă și semnalul ecou recepționat. Principiul de lucru al traductorului cu ultrasunete se bazează pe transformarea unei forme de energie într-o altă formă. Diagrama de bază a traductorului cu ultrasunete care descrie principiul său de lucru și Componentele este prezentată mai jos.

la 40KHz, pulsul ultrasonic este transmis de traductorul ultrasonic care călătorește prin aer. Acest tip de traductor este mai preferat decât orice alt senzor infraroșu, deoarece acestea nu sunt influențate de praf, lovit, materiale negre, etc. Traductoarele cu ultrasunete funcționează eficient în suprimarea distorsiunii zgomotului.

pentru a evalua distanța, traductoarele cu ultrasunete utilizează unde ultrasonice. Formula de calcul a distanței este dată ca,

D = inkt * T * C

unde ‘D’ este distanța.

‘T’ oferă decalajul de timp dintre transmiterea și primirea undelor ultrasonice de către traductor

‘C’ este viteza sonică

circuitul traductorului Ultrasonic

există două circuite principale ale traductorului ultrasonic – unul pentru emițător și celălalt pentru receptor. Acestea sunt proiectate cu tehnologia CMOS sau un cronometru 555. Transmițătorul și receptorul traductorului ultrasonic funcționează la aceeași frecvență.

când transmițătorul ultrasonic trimite undele ultrasonice spre țintă Special și undele sonore lovit obiectul, apoi semnalele sonore sunt convertite în semnale electrice și ultrasonice. Circuitul traductorului ultrasonic pentru emițător este prezentat mai jos.

după ce a lovit undele ultrasonice la țintă, receptorul traductor cu ultrasunete primește semnalele și le transformă în semnale electrice. Diagrama circuitului receptorului traductorului cu ultrasunete este prezentată mai jos.

tipuri traductor Ultrasonic

există diferite tipuri de traductoare bazate pe factori importanți, cum ar fi amprenta la sol, frecvența și dispunerea unui cristal piezoelectric. Următoarele sunt tipurile eficiente de traductoare cu ultrasunete prezentate mai jos.

tip liniar: în acest tip de traductor, matricea unui cristal piezoelectric este liniară.

Matrice Pe Etape: Acest tip de traductor are o amprentă limitată și frecvențe joase variază de la 2MHz-7mhz

Standard: este, de asemenea, cunoscut sub numele de traductor Ultrasonic Normal sau traductor ultrasonic Convex. Forma unui cristal piezoelectric este curbată în acest tip. Este preferat mai ales pentru aplicații de testare în profunzime.

există diferite tipuri de traductoare pentru testarea nedistructivă, cum ar fi traductoare de linie de întârziere, traductoare cu fascicul unghiular, traductoare de Contact, traductoare de imersie și traductoare cu două elemente.

vă rugăm să consultați acest link pentru a afla mai multe despre senzor cu ultrasunete MCQs

avantaje & dezavantaje

avantajele traductoare cu ultrasunete includ următoarele.

• pot măsura orice fel de material și pot simți orice tip de substanță.
• nu sunt afectate de temperatură, apă, praf sau orice altceva.
• vor funcționa într-o stare relevantă în orice mediu.
• acestea sunt importante pentru măsurarea intervalelor mari de detectare.

unele dintre dezavantajele traductorului cu ultrasunete sunt după cum urmează,

• acestea sunt sensibile la variațiile imediate și ridicate ale temperaturii
• schimbarea capacității de detectare se datorează conversiilor de temperatură imprevizibile.
• dificil de determinat reflecțiile de la țintele mici, care sunt prea moi și subțiri. Cu toate acestea, noi experimente se întâmplă pentru a aborda aceste probleme.

Aplicații

diferitele aplicații ale traductorului cu ultrasunete includ,

• folosit în diferite domenii, cum ar fi industriale, medicale, etc.
• undele ultrasonice sunt utilizate pentru a detecta ținta și a măsura distanța dintre obiect și țintă.
• folosit pentru a identifica locația obiectului și pentru a evalua starea țintei.
• în domeniul medical, aceste traductoare sunt utilizate în teste de diagnostic și aplicații chirurgicale, cum ar fi tratamente pentru cancer, testarea organelor interne, controale cardiace, controale oculare și uterine.
• în sectorul industrial, aceste traductoare sunt utilizate pentru a determina distanța țintei specificate pentru a preveni coliziunile, gestionarea liniei de produse, controlul și monitorizarea nivelului lichidului, detectarea ruperii firelor, detectarea vehiculelor și a persoanelor pentru numărare și multe altele.

astfel, este vorba despre o prezentare generală a traductorului Ultrasonic – definiție, principiu de lucru, diagramă de Circuit, tipuri, Aplicații, avantaje și dezavantaje. Putem concluziona că traductorul cu ultrasunete este utilizat pentru a determina distanța țintei prin utilizarea undelor sonore. Pentru a calcula intervalele, transmite unda sonoră la frecvența dorită și așteaptă acea undă sonoră până când o primește înapoi. Iată o întrebare pentru dvs.: „care sunt avantajele și dezavantajele senzorilor ultrasonici față de traductoarele ultrasonice? „