Introduzione al Trasduttore ad Ultrasuoni: Principio di funzionamento, Tipologie e Applicazioni

Catalogo

I. Principio di funzionamento

II. Caratteristiche

III. Tipi

IV. Applicazioni

la Frequenza è caratterizzato come il numero di segnali o di onde che possono verificarsi in un tempo fisso. Le unità Hertz per la frequenza sono (Hz). In base ai valori di frequenza, queste frequenze sono suddivise in molti intervalli. C ‘ è molto bassa frequenza (VLF), Bassa frequenza (LF), media frequenza (MF), ad alta frequenza (HF), Molto alta frequenza (VHF), Ultra alta frequenza (UHF), Super alta frequenza (SHF), e ad alta frequenza (SHF) (EHF). A seconda del tipo di frequenza, l’intervallo di frequenza può variare. Lo spettro di frequenza VLF varia tra 3 e 30 kHz. Lo spettro di frequenza LF varia tra 30 kHz e 300 kHz. Lo spettro di frequenza MF varia tra 300 e 3000 kHz.

Un tipo di trasduttore relativo al suono è il trasduttore ultrasonico. I segnali elettrici vengono trasmessi al bersaglio da questi trasduttori e dopo che il segnale raggiunge l’oggetto, ritorna al trasduttore. Questo trasduttore verifica la distanza dell’oggetto in questo metodo, non l’ampiezza del segnale. Per il calcolo di alcuni parametri, questi trasduttori utilizzano onde ultrasoniche. In diverse regioni, ha un’ampia varietà di usi. Lo spettro di frequenza delle onde ultrasoniche è superiore a 20 kHz. Questi sono utilizzati principalmente in applicazioni che misurano la distanza. Il trasduttore ultrasonico è indicato nella figura seguente.

Lo spettro di frequenza HF varia tra 3 MHz e 30 MHz. Lo spettro di frequenza UHF varia tra 300 MHz e 3000 MHz. Lo spettro di frequenza SHF varia da 3 GHz fino a 30 GHz. Lo spettro di frequenza EHF varia tra 30 GHz e 300 GHz. Una descrizione del trasduttore ultrasonico e della sua funzione è discussa in questo articolo.

I. Principio di funzionamento del trasduttore ad ultrasuoni

Questo vibra in tutto lo spettro di frequenza particolare quando un segnale elettrico viene aggiunto a questo trasduttore e produce un’onda sonora. Queste onde sonore volano e queste onde sonore rifletteranno la conoscenza dell’eco del trasduttore se appare qualche barriera. E questo eco si trasforma in un impulso elettrico alla fine del trasduttore. L’intervallo di tempo tra la trasmissione dell’onda sonora al segnale di eco ricevente è determinato dal trasduttore qui. A 40 kHz, il trasduttore ultrasonico emette un impulso ultrasonico che passa attraverso l’aria. Tali trasduttori sono più sicuri dei trasduttori a infrarossi perché polvere, materiali neri,ecc. non sono influenzati da questi trasduttori/trasduttori ultrasonici. Nel sopprimere la distorsione di rumore, i trasduttori ultrasonici esibiscono l’eccellenza.

I trasduttori ultrasonici principalmente sono usati per usare le onde ultrasoniche per valutare la dimensione. La seguente formula calcolerà la distanza:

D = ½ * T * C

Qui, la distanza è indicata da D

Il divario di tempo tra la trasmissione e la ricezione di onde ultrasoniche è mostrato da T

C è un’indicazione della velocità del suono.

II. Caratteristiche del trasduttore ultrasonico

1. Prestazioni

Il nucleo della sonda ad ultrasuoni è un chip piezoelettrico nella sua guaina in plastica o metallo. Ci sono molti tipi di materiali che compongono il wafer. Le dimensioni del wafer, come diametro e spessore, sono anche diverse, quindi le prestazioni di ogni sonda sono diverse, dobbiamo conoscere le sue prestazioni prima dell’uso. I principali indicatori di prestazione dei trasduttori ultrasonici includono:

2. Frequenza di lavoro

La frequenza di lavoro è la frequenza di risonanza del wafer piezoelettrico. Quando la frequenza della tensione CA applicata alle sue due estremità è uguale alla frequenza di risonanza del chip, l’energia di uscita è la più alta e la sensibilità è la più alta.

3. Temperatura di funzionamento

Poiché il punto Curie dei materiali piezoelettrici è generalmente relativamente alto, in particolare la sonda ad ultrasuoni utilizzata per la diagnosi utilizza una bassa potenza, la temperatura di funzionamento è relativamente bassa e può funzionare a lungo senza guasti. La temperatura delle sonde ad ultrasuoni medicali è relativamente elevata e richiede apparecchiature di refrigerazione separate.

4. La sensibilità

Dipende principalmente dal wafer di produzione stesso. Il coefficiente di accoppiamento elettromeccanico è grande e la sensibilità è alta; al contrario, la sensibilità è bassa.

5. Componenti del sistema

È composto da trasduttore di invio (o trasmettitore a onda), trasduttore di ricezione (o ricevitore a onda), parte di controllo e parte di alimentazione. Il trasduttore trasmettitore è composto da un trasmettitore e un trasduttore vibratore in ceramica con un diametro di circa 15mm. La funzione del trasduttore è di convertire l’energia elettrica di vibrazione del vibratore ceramico in energia eccellente e di irradiare nell’aria; mentre il trasduttore ricevente è trasdotto dal vibratore ceramico Il trasduttore è composto di un amplificatore e di un circuito dell’amplificatore. Il trasduttore riceve l’onda per produrre vibrazioni meccaniche e la converte in energia elettrica, che viene utilizzata come uscita del ricevitore del trasduttore per rilevare il super trasmesso. Nell’uso effettivo, viene utilizzato anche il vibratore in ceramica del trasmettitore. Può essere usato come il vibratore ceramico della società del trasduttore del ricevitore. La parte di controllo controlla principalmente la frequenza della catena di impulsi, il duty cycle, la modulazione sparsa e la distanza di conteggio e rilevamento inviata dal trasmettitore. L’alimentazione del trasduttore ad ultrasuoni (o la sorgente del segnale) può essere DC12V ± 10% o 24V ± 10%.

6. Modalità di funzionamento

I trasduttori ultrasonici utilizzano il mezzo acustico per eseguire il rilevamento senza contatto e senza usura dell’oggetto rilevato. I trasduttori ultrasonici possono rilevare oggetti trasparenti o colorati, oggetti metallici o non metallici, sostanze solide, liquide e polverose. Le sue prestazioni di rilevamento sono difficilmente influenzate da qualsiasi condizione ambientale, inclusi ambienti di fumo e polvere e giorni di pioggia.

7. Vantaggi& Svantaggi

Ci sono vantaggi e alcune insidie per ogni sistema. I vantaggi del trasduttore ultrasonico saranno discussi qui.

  • In qualsiasi forma di materiale, questi trasduttori ultrasonici possono essere testati. Tutti i tipi di texture che possono rilevare.

  • La temperatura, l’acqua, la polvere o uno qualsiasi dei trasduttori ultrasonici non sono interessati.

  • I trasduttori ultrasonici possono funzionare in un buon modo in ogni forma di ambiente.

  • Può anche misurare distanze di rilevamento elevate.

I seguenti sono gli svantaggi di questi trasduttori:

  • I trasduttori ultrasonici sono suscettibili al cambiamento di temperatura. La reazione ultrasonica altererà questa varianza di temperatura.

  • Durante la lettura di riflessioni da piccoli oggetti, oggetti sottili e morbidi, può affrontare problemi.

III. Tipi di trasduttore ultrasonico

Sulla base di fattori come la disposizione dei cristalli piezoelettrici, l’impronta e la frequenza, sono disponibili diversi tipi di trasduttori ultrasonici. Sono:

Trasduttori ultrasonici lineari-La struttura dei cristalli piezoelettrici è lineare in questo tipo di trasduttori.

Trasduttori ultrasonici normali – I trasduttori convessi inoltre sono conosciuti come questa forma. Il cristallo piezoelettrico di questo tipo ha una forma sinuosa. Questi sono superiori ai test approfonditi.

Phased Array Trasduttori ad ultrasuoni-C’è un ingombro limitato e bassa frequenza di phased array trasduttori. (2 MHz-7 MHz)

I trasduttori ultrasonici hanno ancora forme distinte per studi non distruttivi. Trasduttori di contatto, trasduttori di fasci angolari, trasduttori di linee di ritardo, trasduttori di immersione e trasduttori di componenti doppi.

IV. Applicazioni ultrasoniche del trasduttore

Le implementazioni ultrasoniche dei trasduttori sono

In diversi campi, quali automobilistico, medico, ecc, questi trasduttori hanno molte applicazioni. A causa delle onde ultrasoniche, hanno più usi. Ciò aiuta a localizzare gli obiettivi, a determinare la distanza degli oggetti dal bersaglio, a trovare la posizione dell’oggetto, a quantificare il livello e a supportare i trasduttori ultrasonici.

Nell’area medica, il trasduttore ultrasonico è utilizzato per le prove diagnostiche, gli strumenti chirurgici per cura del cancro, la prova interna dell’organo, le visite di controllo del cuore, i trasduttori ultrasonici per gli occhi e le visite di controllo dell’utero.

I trasduttori ultrasonici hanno pochi usi importanti nel settore industriale. Tramite questi trasduttori, nella gestione della linea di produzione, nel monitoraggio del livello del liquido, nel rilevamento della rottura del filo, nel rilevamento delle persone per il conteggio, nel rilevamento delle auto e molti altri, possono determinare la distanza di tali oggetti per prevenire una collisione.

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