अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर का अक्षीय कंपन

मल्टी-नोड डिस्क की संरचना अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर , हॉर्न का कार्य अल्ट्रासोनिक आयाम को बढ़ाना है, और बड़ी डिस्क ट्रांसड्यूसर की दिशा में सुधार कर सकती है। इस प्रकार के ट्रांसड्यूसर का कार्य सिद्धांत वायु माध्यम को कंपन करने के लिए एक अनुदैर्ध्य शंक्वाकार सींग और अनुदैर्ध्य पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर को जोड़ना है। जब मल्टी-मोड कंपन होता है, तो पीजो डिस्क पर कई पिच सर्कल उत्पन्न होंगे। पिच सर्कल के दोनों किनारों पर, डिस्क कंपन की सतह पर कंपन बिंदुओं के विपरीत चरण होते हैं, जिससे विकिरणित ध्वनि क्षेत्र विपरीत चरण रद्द होने से कमजोर हो जाता है। इस कमी को दूर करने के लिए, पिच सर्कल के बीच चरण अंतर की भरपाई के लिए अवतल-उत्तल खांचे बनाने के लिए पिच सर्कल की एक तरफ की डिस्क की मोटाई को तरंग दैर्ध्य द्वारा बदला जा सकता है, जिससे ट्रांसड्यूसर की विकिरण दक्षता में सुधार होता है। 

ऐसे विकास और उत्पादन के लिए देश और विदेश में कई संबंधित अनुसंधान संस्थान और निर्माता हैं अल्ट्रासोनिक दूरी रेंज ट्रांसड्यूसर । लगभग 15 मीटर की कार्य दूरी के साथ अल्ट्रासोनिक स्थलाकृति ट्रांसड्यूसर विकसित करना (नेशनल नेचुरल साइंस फाउंडेशन और नेशनल प्रोग्राम फंडिंग प्रोजेक्ट, कनाडा की मिलट्रॉनिक्स कंपनी द्वारा निर्मित लेवल ट्रांसड्यूसर, सभी मल्टी-वेवलेंथ डिस्क ट्रांसड्यूसर से संबंधित हैं।

प्रयोगों से पता चलता है कि जब ट्रांसड्यूसर 24 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति पर काम करता है और डिस्क का व्यास 240 मिमी से अधिक होता है। मल्टी-सेगमेंट डिस्क के ट्रांसड्यूसर में उच्च संवेदनशीलता, बड़ी कार्य दूरी (लगभग 15 मीटर) और छोटे बीम आधे कोण मल्टी-वेव जोड़ के फायदे होते हैं। नुकसान अल्ट्रासोनिक दूरी सेंसर सर्किट बड़े आकार के होते हैं और विनिर्माण प्रक्रिया द्वारा जटिल होते हैं।

सैंडविच ट्रांसड्यूसर आरेख एक विशिष्ट अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर संरचना है जिसमें एक फ्रंट और रियर कवर प्लेट, एक पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर और एक स्ट्रेस स्क्रू होता है। जहां पिछला कवर आम तौर पर सिलेंडर के आकार का होता है; पानी के नीचे ध्वनिक अनुप्रयोग में विकिरण क्षेत्र को बढ़ाने के लिए सामने का कवर ज्यादातर शंक्वाकार सींग के आकार में होता है, सरणी संरचना को फिट करने के लिए फ्लेयर को आमतौर पर काटा जाता है या आंशिक रूप से काटा जाता है; बीच में पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर ज्यादातर अनुदैर्ध्य रूप से ध्रुवीकृत पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक डिस्क होते हैं, या वे रेडियल रूप से ध्रुवीकृत पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्यूब हो सकते हैं। उच्च शक्ति वाले स्ट्रेस स्क्रू का उपयोग आगे और पीछे के कवर और पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर को जकड़ने के लिए किया जाता है। ट्रांसड्यूसर संरचना सबसे पहले फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी लैंग ज़िवान द्वारा प्रस्तावित की गई थी, इसलिए इसे लैंग्विन ट्रांसड्यूसर के रूप में भी जाना जाता है।

संयुक्त राज्य अमेरिका के बाइंडिकेटर द्वारा निर्मित ट्रांसड्यूसर, सेंस ऑफ जर्मनी के लेवल ट्रांसड्यूसर की WSS श्रृंखला, और कनाडा के मिलट्रॉनिक्स के लेवल ट्रांसड्यूसर की XTC/XPS श्रृंखला भी एक सैंडविच संरचना को अपनाते हैं। के तौर पर दूरी मापने वाला सेंसर , सैंडविच ट्रांसड्यूसर की कार्य आवृत्ति आम तौर पर 15 किलोहर्ट्ज़ और 60 किलोहर्ट्ज़ के बीच होती है, और पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर को उत्तेजित करने के लिए पल्स वोल्टेज का शिखर-से-शिखर मान आमतौर पर 3200 वी होता है, और एक अच्छी ध्वनिक मिलान परत विकिरण सतह से जुड़ी होती है। ऐसे ट्रांसड्यूसर उच्च ध्वनिक ऊर्जा उत्पन्न करने में सक्षम हैं। सैंडविच ट्रांसड्यूसर भारी और महंगा है, और बहुत अधिक बिजली की खपत करता है, लेकिन यह उन स्थितियों में उपयोग करने के लिए उपयुक्त है जहां उच्च शक्ति या बड़े जोर की आवश्यकता होती है।