سنسور مبدل باد اولتراسونیک چه کاربردهایی دارد؟

اولتراسوند با امواج صوتی قابل شنیدن تفاوت دارد زیرا می تواند متمرکز باشد و ویژگی های انرژی متمرکز را دارد. مبدل سرامیکی پیزوالکتریک یا مواد مغناطیسی می توانند امواج اولتراسونیک با قدرت بالا را تحت تأثیر پالس های باریک ولتاژ بالا به دست آورند که می توانند متمرکز شوند و می توانند برای جوشکاری مدارهای مجتمع و پلاستیک استفاده شوند. پس از متمرکز شدن موج اولتراسونیک، جهت گیری خوبی دارد. هنگامی که با رابط بین دو رسانه مواجه می شود، می تواند پدیده های انعکاس و شکست آشکاری را ایجاد کند که شبیه امواج نور است.

هنگامی که یک سیگنال موج صوتی ضعیف روی مایع اثر می گذارد، سنسور مبدل اولتراسونیک فشار منفی خاصی را روی مایع ایجاد می کند، یعنی حجم مایع افزایش می یابد، شکاف های مولکولی در مایع افزایش می یابد و حباب های ریز زیادی تشکیل می شود. هنگامی که سیگنال موج صوتی قوی روی مایع اثر می گذارد، فشار مثبت مشخصی  روی مایع ایجاد می شود، یعنی حجم مایع فشرده و کاهش می یابد و حباب های هوای ریز تشکیل شده در مایع خرد می شوند. با تحقیقات ثابت شده است که وقتی موج اولتراسونیک بر روی مایع اثر می‌گذارد، پارگی هر حباب در مایع، موج ضربه‌ای با انرژی زیادی ایجاد می‌کند که معادل تولید آنی دمای بالای چند صد درجه و فشاری تا هزاران اتمسفر است. این پدیده 'Cavitation' نامیده می شود، مبدل اولتراسونیک  برای استفاده از موج ضربه ای ناشی از پارگی حباب در مایع برای تمیز کردن و شستشوی سطوح داخلی و خارجی قطعه کار است. U التراسونیک سنسور  بیشتر در صنایعی مانند نیمه هادی ها، ماشین آلات، شیشه و ابزار پزشکی استفاده می شود.

هنگامی که فرستنده و گیرنده اولتراسونیک در دو طرف جسم اندازه گیری قرار می گیرند ،  به این نوع انتقال، نوع انتقال می گویند. انتقال دهنده را  مدل می توان برای کنترل از راه دور، دزدگیر ضد سرقت، سوئیچ مجاورت و ... استفاده کرد. فرستنده ها و گیرنده های اولتراسونیک که در یک سمت قرار می گیرند متعلق به نوع انعکاسی هستند و از نوع انعکاسی می توان برای سوئیچ های مجاورت، اندازه گیری فاصله، اندازه گیری سطح مایع یا سطح مواد، تشخیص عیب فلزی و اندازه گیری ضخامت استفاده کرد. اصل اندازه‌گیری جریان با روش اختلاف زمانی: نصب دو جفت پروب فرستنده و گیرنده اولتراسونیک (F1، T1) و (F2، T2) به ترتیب در فاصله معینی در بالادست و پایین دست خط لوله اندازه‌گیری شده، جایی که امواج اولتراسونیک F1 و T1 در پایین دست منتشر می‌شوند. و سونوگرافی F2، T2 انتشار خلاف جریان است. با توجه به تفاوت سرعت انتشار دو پرتو امواج مافوق صوت در مایع، با اندازه گیری اختلاف زمانی Dt انتشار امواج مافوق صوت بر روی دو پروب گیرنده می توان میانگین سرعت و سرعت جریان سیال را به دست آورد.

اصل از مبدل اندازه‌گیری جریان به روش اختلاف فرکانس: F1 و F2 پروب‌های اولتراسونیک یکسان هستند که در خارج از دیواره لوله نصب می‌شوند و به‌طور متناوب از طریق کنترل سوئیچ‌های الکترونیکی به عنوان فرستنده و گیرنده اولتراسونیک استفاده می‌شوند. ابتدا اولین پالس اولتراسونیک توسط F1 منتشر می شود که توسط F2 از طریق دیواره لوله، سیال و طرف دیگر دیواره لوله دریافت می شود. پس از تقویت سیگنال، دوباره مدار محرک F1 را فعال می کند، به طوری که F1 دومین پالس صدا را منتشر می کند. پالس اولتراسونیک توسط F2 منتقل می شود و F1 به عنوان گیرنده استفاده می شود و فرکانس تکرار پالس F1 را می توان به صورت f1 اندازه گیری کرد. به طور مشابه، فرکانس تکرار پالس F2 را می توان به صورت f2 اندازه گیری کرد. اختلاف فرکانس Df بین فرکانس انتشار پایین دست f1 و فرکانس انتشار بالادست f 2 با سرعت جریان اندازه گیری شده متناسب است. پروب های انتقال و دریافت نیز می توانند در همان سمت لوله نصب شوند..

کاربردهای اثر داپلر

محدوده اولتراسونیک:

کاوشگر اولتراسونیک هوا پالس های اولتراسونیک ساطع می کند و هنگامی که به جسم مورد آزمایش می رسد، به عقب منعکس شده و توسط یک کاوشگر اولتراسونیک هوایی دیگر دریافت می شود. زمان t مورد نیاز از ارسال پالس اولتراسونیک تا دریافت پالس اولتراسونیک را اندازه گیری کنید و سپس آن را در سرعت صوت هوا (340 متر بر ثانیه) ضرب کنید که مسافت طی شده توسط پالس اولتراسونیک در فاصله اندازه گیری شده است و برای بدست آوردن فاصله آن را بر 2 تقسیم کنید.

اندازه گیری ضخامت اولتراسونیک

تراشه پیزوالکتریک در کاوشگر مستقیم دو کریستالی، پالس‌های ارتعاش اولتراسونیک را منتشر می‌کند. هنگامی که پالس اولتراسونیک به پایین نمونه می رسد، به عقب منعکس شده و توسط تراشه پیزوالکتریک دیگر دریافت می شود. تا زمانی که زمان t مورد نیاز از انتقال پالس اولتراسونیک تا دریافت پالس اولتراسونیک اندازه‌گیری شود و سپس در ثابت سرعت صوت c جسم اندازه‌گیری شده ضرب شود، مسافت رفت و برگشتی است که پالس اولتراسونیک در جسم مورد آزمایش تجربه می‌کند و سپس برای بدست آوردن ضخامت بر 2 تقسیم می‌شود. d=ct/2. محور x نمایشگر 10ms/div (تقسیم) است و فاصله بین موج B و موج T 6 تقسیم و فاصله بین موج F و موج T 2 تقسیم است. مشخص شده است که ثابت سرعت صوت c=5900m/s موج طولی در صفحه فولادی