Introdução ao Transdutor Ultra-sônico: Princípio de funcionamento, Tipos e Aplicações

Catálogo

I. Princípio de funcionamento

II. Características

III. Tipos de

IV. Aplicações

a Frequência é caracterizado como o número de sinais ou ondas que podem ocorrer em um horário fixo. As unidades Hertz para a frequência são (Hz). Com base nos valores de frequência, essas frequências são divididas em muitas faixas. Há frequência Muito Baixa (VLF), Baixa Frequência (LF), frequência média (MF), alta frequência (HF), frequência muito alta (VHF), ultra alta frequência (UHF), Super Alta Frequência (SHF) e alta frequência (SHF) (EHF). Dependendo do tipo de frequência, a faixa de frequência pode variar. O espectro de frequência VLF varia entre 3 e 30 kHz. O espectro de frequência LF varia entre 30 kHz e 300 kHz. O espectro de frequência MF varia entre 300 e 3000 kHz.

um tipo de transdutor relacionado ao som é o transdutor ultrassônico. Os sinais elétricos são transmitidos ao alvo por esses transdutores e depois que o sinal atinge o objeto, ele retorna ao transdutor. Este transdutor testa a distância do objeto neste método, não a amplitude do sinal. Para o cálculo de alguns parâmetros, esses transdutores usam ondas ultrassônicas. Em diferentes regiões, possui uma grande variedade de usos. O espectro de frequência de onda ultra-sônica é superior a 20 kHz. Estes são usados principalmente em aplicações que medem a distância. O transdutor ultrassônico é indicado na seguinte ilustração.

o espectro de frequência HF varia entre 3 MHz e 30 MHz. O espectro de frequência UHF varia entre 300 MHz e 3000 MHz. O espectro de frequência SHF varia de 3 GHz a 30 GHz. O espectro de frequência EHF varia entre 30 GHz e 300 GHz. Uma descrição do transdutor ultrassônico e sua função é discutida neste artigo.

I. Princípio de funcionamento do transdutor ultrassônico

isso vibra em todo o espectro de frequência específico quando um sinal elétrico é adicionado a este transdutor e produz uma onda sonora. Essas ondas sonoras voam e essas ondas sonoras refletirão o conhecimento de eco do transdutor se alguma barreira aparecer. E esse eco se transforma em um pulso elétrico no final do transdutor. O intervalo de tempo entre a transmissão da onda sonora para o sinal de eco receptor é determinado pelo transdutor aqui. Em 40 quilohertz, o transdutor ultrassônico dá um pulso ultrassônico que passe através do ar. Esses transdutores são mais seguros do que os transdutores infravermelhos porque poeira, materiais pretos, etc. não são influenciados por estes transdutores/transdutores ultrassônicos. Ao suprimir a distorção de ruído, os transdutores ultrassônicos exibem excelência. Os transdutores ultrassônicos são usados primeiramente para usar ondas ultrassônicas para avaliar o tamanho. A seguinte fórmula para calcular a distância:

D = ½ * T * C

Aqui, a distância é indicada por D

O espaço de tempo entre a transmissão e recepção de ondas ultra-sônicas é mostrado por T

C é a velocidade do som de indicação.

II. características ultrassônicas do transdutor

1. Desempenho

o núcleo da sonda de ultrassom é um chip piezoelétrico em sua jaqueta de plástico ou metal. Existem muitos tipos de materiais que compõem a bolacha. O tamanho da bolacha, tal como o diâmetro e a espessura, são igualmente diferentes, assim que o desempenho de cada ponta de prova é diferente, nós deve conhecer seu desempenho antes do uso. Os principais indicadores de desempenho dos transdutores ultrassônicos incluem:

2. Frequência de trabalho

a frequência de trabalho é a frequência de ressonância da bolacha piezoelétrica. Quando a frequência da tensão CA aplicada às suas duas extremidades é igual à frequência de ressonância do chip, a energia de saída é a mais alta e a sensibilidade é a mais alta.

3. Temperatura de operação

porque o ponto Curie de materiais piezoelétricos é geralmente relativamente alto, especialmente a sonda ultrassônica usada para diagnóstico usa baixa potência, a temperatura de operação é relativamente baixa e pode funcionar por um longo tempo sem falha. A temperatura das sondas de ultrassom médico é relativamente alta e requer equipamentos de refrigeração separados.

4. A sensibilidade

depende principalmente da própria bolacha de fabricação. O coeficiente de acoplamento eletromecânico é grande e a sensibilidade é alta; pelo contrário, a sensibilidade é baixa.

5. Componentes do sistema

é composto de enviar transdutor( ou transmissor de onda), receber transdutor (ou receptor de onda), parte de controle e parte da fonte de alimentação. O transdutor do transmissor é composto de um transmissor e de um transdutor cerâmico do vibrador com um diâmetro de aproximadamente 15mm. A função do transdutor é converter a energia elétrica da vibração do vibrador cerâmico na energia super e irradiar no ar; quando o transdutor de recepção for transduzido pelo vibrador cerâmico o transdutor for composto de um amplificador e de um circuito do amplificador. O transdutor recebe a onda para produzir a vibração mecânica e converte-a na energia elétrica, que é usada como a saída do receptor do transdutor para detectar o super transmitido. Em uso real, o vibrador cerâmico do transmissor também é usado. Pode ser usado como o vibrador cerâmico da empresa do transdutor do receptor. A parte de controle controla principalmente a frequência da Corrente de pulso, ciclo de trabalho, modulação esparsa e distância de contagem e detecção enviada pelo transmissor. A fonte de alimentação ultra-sônica do transdutor (ou fonte de sinal) pode ser DC12V ± 10% ou 24V ± 10%.

6. Modo de operação

os transdutores ultrassônicos usam o meio acústico para realizar a detecção sem contato e sem desgaste do objeto detectado. Os transdutores ultrassônicos podem detectar objetos transparentes ou coloridos, objetos metálicos ou não metálicos, substâncias sólidas, líquidas e pulverulentas. Seu desempenho de detecção dificilmente é afetado por quaisquer condições ambientais, incluindo ambientes de fumaça e poeira e dias chuvosos.

7. Vantagens & desvantagens

existem benefícios e algumas armadilhas para todos os sistemas. As vantagens do transdutor ultrassônico serão discutidas aqui.

  • em qualquer forma de material, esses transdutores ultrassônicos podem ser testados. Todos os tipos de texturas que eles podem detectar.

  • a temperatura, a água, a poeira ou qualquer um dos transdutores ultrassônicos não são afetados.

  • os transdutores ultrassônicos podem operar-se em uma boa maneira em cada formulário do ambiente.

  • também pode medir distâncias de detecção elevadas.

a seguir estão as desvantagens desses transdutores:

  • os transdutores ultrassônicos são suscetíveis à mudança de temperatura. A reação ultrassônica alterará essa variação de temperatura.

  • durante a leitura de reflexões de objetos pequenos, objetos finos e macios, pode enfrentar problemas.

III. tipos ultrassônicos do transdutor

baseado em fatores como o arranjo, a pegada, e a frequência de cristal piezoelétricos, há tipos diferentes de transdutores ultrassônicos disponíveis. São:

transdutores ultrassônicos Lineares – a estrutura de cristais piezoelétricos é linear neste tipo de transdutores.

transdutores ultra – sônicos-convexos normais também são conhecidos como esta forma. O cristal piezoelétrico deste tipo está em uma forma curvilínea. Estes são superiores aos testes detalhados.

transdutores ultrassônicos Phased Array – há uma pegada limitada e baixa frequência de transdutores Phased array. (2 MHz-7 MHz)

os transdutores ultrassônicos novamente têm formas distintas para estudos não destrutivos. Transdutores de contato, transdutores de feixes angulares, transdutores de linhas de atraso, transdutores de imersão e transdutores de componentes duplos.

IV. Aplicações ultrassônicas do transdutor

as implementações ultrassônicas dos transdutores são

em campos diversos, tais como automotivo, médico, etc., estes transdutores têm muitas aplicações. Devido às ondas ultrassônicas, têm mais usos. Isso ajuda a localizar os alvos, determinar a distância dos objetos até o alvo, encontrar a localização do objeto, quantificar o nível e apoiar os transdutores ultrassônicos.

na área médica, o transdutor ultrassônico é usado para testes diagnósticos, instrumentos cirúrgicos para cuidados com o câncer, testes de órgãos internos, exames cardíacos, transdutores ultrassônicos para exames de olhos e útero.

os transdutores ultrassônicos têm poucos usos principais no setor industrial. Por meio desses transdutores, no gerenciamento de linha de fabricação, monitoramento de nível de líquido, detecção de quebra de fio, Detecção de pessoas para contagem, detecção de carro e muito mais, eles podem determinar a distância de tais objetos para evitar uma colisão.

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