La frequenza è definita come il numero di segnali o onde che possono comparire in un tempo fisso. Le unità per la frequenza sono Hertz (Hz). Queste frequenze sono suddivise in diversi intervalli a seconda dei valori di frequenza. Sono frequenze molto basse (VLF), frequenze basse (LF), frequenze medie (MF), frequenze alte (HF), frequenze molto alte (VHF), frequenze altissime (UHF), frequenze altissime (SHF) e Frequenze estremamente alte (EHF). La gamma di frequenze può variare in base al tipo di frequenze. La gamma di frequenza di VLF varia da 3 a 30 kHz. La gamma di frequenza di LF varia da 30 kHz a 300 kHz. La gamma di frequenza di MF varia da 300 a 3000 kHz. La gamma di frequenza di HF varia da 3 MHz a 30 MHz. La gamma di frequenza dell'UHF varia da 300 MHz a 3000 MHz. La gamma di frequenza di SHF varia da 3 GHz a 30 GHz. La gamma di frequenza di EHF varia da 30 GHz a 300 GHz. In questo articolo viene illustrata una panoramica di ultrasonico trasduttore e il suo funzionamento.
Cos'è un trasduttore a ultrasuoni?
Il trasduttore a ultrasuoni è un tipo di sensore relativo al suono. Questi trasduttori invia i segnali elettrici all'oggetto e una volta che il segnale colpisce l'oggetto, ritorna al trasduttore. In questo processo, questo trasduttore misura la distanza dell'oggetto non in base all'intensità del suono. Questi trasduttori utilizzano onde ultrasoniche per la misurazione di alcuni parametri. Ha una vasta gamma di applicazioni in vari campi. La gamma di frequenza delle onde ultrasoniche è superiore a 20 kHz. Questi sono utilizzati principalmente nelle applicazioni di misurazione della distanza. L'immagine seguente indica il trasduttore ultrasonico.
trasduttore ultrasonico
Questi trasduttori possono essere definiti come un trasduttore che viene utilizzato per convertire un tipo di energia in vibrazione ultrasonica. Con queste vibrazioni ultrasoniche, questo trasduttore misura la distanza dell'oggetto. Questi sono disponibili in due tipi come attivi e passivi
Principio di funzionamento del trasduttore a ultrasuoni
Quando un segnale elettrico viene applicato a questo trasduttore, vibra intorno alla gamma di frequenza specifica e genera un'onda sonora. Queste onde sonore viaggiano e ogni volta che arriva un ostacolo, queste onde sonore rifletteranno il trasduttore che informa dell'eco. E alla fine del trasduttore, questa eco si converte in un segnale elettrico. Qui, il trasduttore calcola l'intervallo di tempo tra l'invio dell'onda sonora e la ricezione del segnale di eco. Il Sensore ultrasonico invia l'impulso ultrasonico a 40 kHz che viaggia nell'aria. Questi trasduttori sono migliori dei sensori a infrarossi perché questi trasduttori / sensori a ultrasuoni non sono influenzati dal fumo, dai materiali neri, ecc. I sensori a ultrasuoni mostrano l'eccellenza nella soppressione delle interferenze di fondo.
trasduttore ultrasonico
I trasduttori a ultrasuoni vengono utilizzati principalmente per trovare la distanza mediante onde ultrasoniche. La distanza può essere misurata con la seguente formula.
D = ½ * T * C
Qui, D indica la distanza
T indica la differenza di tempo tra l'invio e la ricezione di onde ultrasoniche
C indica la velocità del suono.
Schema elettrico
Il trasduttore ultrasonico ha un circuito trasmettitore e ricevitore, costruiti con 555 timer o Tecnologia CMOS . Il trasmettitore e il ricevitore di questo trasduttore funzionano sulla stessa frequenza.
Il trasmettitore di questo trasduttore trasmette le onde ultrasoniche verso l'oggetto e quando le onde sonore colpiscono l'oggetto, i segnali sonori vengono convertiti in segnali ultrasonici ed elettrici. Il diagramma seguente mostra lo schema elettrico del trasmettitore del trasduttore a ultrasuoni.
trasduttore-trasmettitore ad ultrasuoni
Il circuito ricevitore riceve i segnali dopo aver colpito le onde ultrasoniche sull'oggetto e quindi li converte in forma elettrica. Il diagramma seguente indica lo schema del circuito del ricevitore del trasduttore a ultrasuoni.
trasduttore-ricevitore a ultrasuoni
Tipi di trasduttori a ultrasuoni
Sono disponibili vari tipi di trasduttori a ultrasuoni in base a fattori come la disposizione dei cristalli piezoelettrici, l'impronta e la frequenza. Sono
Trasduttori a ultrasuoni lineari - In questo tipo di trasduttori, la disposizione dei cristalli piezoelettrici è lineare.
Trasduttori a ultrasuoni standard - Questo tipo è anche chiamato trasduttori convessi. In questo tipo, il cristallo piezoelettrico ha una forma sinuosa. Per esami approfonditi questi sono preferibili.
Trasduttori a ultrasuoni phased array - I trasduttori phased array hanno un ingombro ridotto e una bassa frequenza. (la sua frequenza centrale è 2 MHz - 7 MHz)
Per i test non distruttivi, i trasduttori a ultrasuoni hanno di nuovo tipi diversi. Contattano trasduttori, trasduttori a fascio angolare, trasduttori della linea di ritardo, trasduttori a immersione e trasduttori a doppio elemento.
Applicazioni
Le applicazioni dei trasduttori a ultrasuoni sono
Questi trasduttori hanno molte applicazioni in diversi campi come industriale, medico, ecc. Hanno più applicazioni a causa delle onde ultrasoniche. Questo aiuta a trovare i target, misurare la distanza degli oggetti dal target, trovare la posizione dell'oggetto, calcolare il livello anche i trasduttori ultrasonici sono utili.
In campo medico, il trasduttore ultrasonico trova applicazioni nei test diagnostici, dispositivi chirurgici durante il trattamento del cancro, test di organi interni, controlli cardiaci, controlli degli occhi e dell'utero sono utili trasduttori ultrasonici.
In campo industriale, i trasduttori a ultrasuoni hanno poche applicazioni importanti. Tramite questi trasduttori, possono misurare la distanza di determinati oggetti per evitare una collisione, nella gestione della linea di produzione, nel controllo del livello del liquido, nel rilevamento della rottura del filo, nel rilevamento delle persone per il conteggio, nel rilevamento del veicolo e molto altro.
Vantaggi e svantaggi
Qualsiasi sistema presenta vantaggi e alcuni svantaggi. Qui discuteremo del vantaggi del trasduttore ultrasonico.
- Questi trasduttori ad ultrasuoni possono misurare in qualsiasi tipo di materiale. Possono percepire tutti i tipi di materiali.
- I trasduttori a ultrasuoni non sono influenzati da temperatura, acqua, polvere o altro.
- In qualsiasi tipo di ambiente, i trasduttori a ultrasuoni funzioneranno in modo ottimale.
- Può misurare anche ad alte distanze di rilevamento.
Il svantaggi di questi trasduttori include il seguente.
- I trasduttori a ultrasuoni sono sensibili alle variazioni di temperatura. Questa variazione di temperatura può modificare la reazione ultrasonica.
- Affronterà problemi durante la lettura dei riflessi da piccoli oggetti, oggetti sottili e morbidi.
Quindi, si tratta di una panoramica di un ultrasuoni trasduttore . Dalle informazioni di cui sopra, infine, possiamo concludere che questo dispositivo viene utilizzato per misurare la distanza da un oggetto utilizzando le onde sonore. Misura la distanza inviando un'onda sonora a una frequenza specifica e ascoltando che l'onda sonora rimbalzi indietro. Ecco una domanda per te, qual è la gamma di frequenza di questo trasduttore?
