Прынцып ультрагукавога пераўтваральніка

1 Уводзіны

З развіццём новых тэхналогій, такіх як аўтаматызацыя, колькасць ультрагукавых пераўтваральнікаў расце, і ўсе сучасныя прыборы і абсталяванне неаддзельныя ад датчыкаў у прамысловай вытворчасці, асабліва ў вытворчых працэсах, розныя пераўтваральнікі выкарыстоўваюцца для маніторынгу і кантролю розных параметраў вытворчага працэсу, такіх як тэмпература, ціск, паток і г.д., для таго, каб абсталяванне працавала найлепшым чынам, а прадукт быў найлепшай якасці. У сярэдзіне 20-га стагоддзя было выяўлена, што крышталі пераўтваральнікаў некаторых асяроддзяў (напрыклад, крышталь кварца, крышталь тартрату натрыю калія, крышталь PZT і г.д.) могуць генераваць ультрагукавыя хвалі больш высокай магутнасці пад дзеяннем высокага напружання і вузкага імпульсу. Ён адрозніваецца ад чутных гукавых хваль, яго можна выкарыстоўваць для зваркі інтэгральных схем і ачысткі ўнутры кінескопа. З пункту гледжання выяўлення, пераўтваральнік глыбіні мае характарыстыкі праламлення і адлюстравання, падобныя на светлавыя хвалі, і можна выкарыстоўваць ультрагукавыя нанадэтэктары. ён выяўляе караблекрушэнні на марскім дне і варожыя падводныя лодкі. Зараз ультрагук пранік у многія сферы нашага жыцця, такія як B-ультрагук, дыстанцыйнае кіраванне, неразбуральны кантроль супраць крадзяжу і гэтак далей.

2. Паняцце аб УГД

Людзі могуць пачуць, што гук ствараецца вібрацыяй прадмета. Яго частата знаходзіцца ў дыяпазоне 20 Гц-20 кГц, што называецца чутнай гукавой хваляй. Механічныя ваганні ніжэй за 20 Гц нячутныя чалавечаму вуху, званыя інфрагукавымі хвалямі; механічныя ваганні вышэй за 20 кГц называюцца ультрагукавымі хвалямі і звычайна выкарыстоўваюцца для ультрагукавых частот ультрагукавой рэхалот - ад дзесяткаў кГц да дзесяткаў Мгц. Ультрагукавыя хвалі ўяўляюць сабой механічныя ваганні ў пругкіх асяроддзях. Адрозніваюць дзве формы: бакавое ваганне (папярочная хваля) і падоўжнае ваганне (падоўжная хваля). Прыкладанні, якія выкарыстоўваюцца ў прамысловасці, часта выкарыстоўваюць падоўжныя ваганні. Ультрагукавыя хвалі могуць распаўсюджвацца ў газах, вадкасцях і цвёрдых целах, але з рознай хуткасцю распаўсюджвання. Акрамя таго, ён таксама мае з'явы праламлення і адлюстравання затухае падчас распаўсюджвання. Частата ультрагукавых хваль, якія распаўсюджваюцца ў паветры, адносна нізкая, звычайна складае дзесяткі кГц, але згасанне адбываецца хутчэй; частата распаўсюджвання ў цвёрдых целах і вадкасцях вышэй, але згасанне меншае і распаўсюджванне далей.

3. Асаблівасці ультрагукавога даследавання

Накіраванасць ст мантаж ультрагукавога пераўтваральніка добры, яго няпроста разыходзіцца, і энергія канцэнтруецца. Такім чынам, магутнасць пранікнення вялікая, а страта энергіі малая пасля пранікнення ў сталёвую пласціну таўшчынёй у некалькі метраў. Ультрагукавыя хвалі могуць выклікаць значнае адлюстраванне і праламленне, калі яны сутыкаюцца з межамі падзелу паміж двума асяроддзямі. Гэта з'ява падобна на светлавыя хвалі. Больш высокая частата - гэта ультрагук пераўтваральнік для расходомера , тым лепш накіраванасць гукавога поля і чым бліжэй характарыстыкі адлюстравання і праламлення светлавой хвалі. Выкарыстоўваючы характарыстыкі ультрагукавых хваль, розныя ультрагукавыя датчыкі могуць быць выкарыстаны, і розныя схемы могуць быць выкарыстаны для стварэння розных ультрагукавых вымяральных прыбораў і прылад, якія шырока выкарыстоўваюцца ў падводнай сувязі, медыцынскай і бытавой тэхніцы.

4. Прынцып ультрагукавога датчыка

Ультрагукавы датчык - гэта датчык, распрацаваны з выкарыстаннем характарыстык ультрагукавых хваль і складаецца з перадаючага датчыка, прыёмнага датчыка, часткі кіравання і часткі крыніцы харчавання. Датчык перадатчыка складаецца з перадатчыка і п'езакерамічнага вібрацыйнага пераўтваральніка дыяметрам каля 15 мм. Функцыі а ультрагукавой расходомер ператварае энергію электрычнай вібрацыі керамічнага вібратара ў звышэнергію і выпраменьвае ў паветра; прыёмны датчык - п'езакерамічны вібратар. Ён складаецца з узмацняльнай схемы, прыёмнай Ультрагукавы датчык з частатой 2 МГц стварае механічныя ваганні, пераўтварае іх у электрычную энергію і дзейнічае як выходны сігнал прымача датчыка для выяўлення перадаемых ультрагукавых хваль. Пры рэальным выкарыстанні п'езакерамічны вібратар выкарыстоўваецца ў якасці перадаючага датчыка, які таксама можа быць выкарыстаны ў якасці керамічнага вібратара на прыёмным датчыку. Частка ў асноўным кантралюе частату імпульсаў, працоўны цыкл, разрэджаную мадуляцыю і падлік, а таксама адлегласць выяўлення, якую адпраўляе перадатчык. крыніца харчавання ультрагукавога датчыка ўзроўню масла можа быць DC12V ± 10% або 24V ± 10%.