अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर का सिद्धांत

1 परिचय

स्वचालन जैसी नई प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ, की संख्या अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर बढ़ रहे हैं, और सभी आधुनिक उपकरण और उपकरण औद्योगिक उत्पादन में सेंसर से अविभाज्य हैं, विशेष रूप से उत्पादन प्रक्रियाओं में, विभिन्न ट्रांसड्यूसर का उपयोग उत्पादन प्रक्रिया के विभिन्न मापदंडों, जैसे तापमान, दबाव, प्रवाह, आदि की निगरानी और नियंत्रण के लिए किया जाता है, ताकि उपकरण अपने सर्वोत्तम तरीके से काम कर सकें और उत्पाद अपनी सर्वोत्तम गुणवत्ता पर हो। 20वीं सदी के मध्य में, यह पाया गया कि कुछ मीडिया (जैसे क्वार्ट्ज क्रिस्टल, सोडियम पोटेशियम टार्ट्रेट क्रिस्टल, पीजेडटी क्रिस्टल, आदि) के ट्रांसड्यूसर क्रिस्टल उच्च वोल्टेज और संकीर्ण पल्स की कार्रवाई के तहत उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक तरंगें उत्पन्न कर सकते हैं। यह श्रव्य ध्वनि तरंगों से भिन्न है, इसका उपयोग एकीकृत सर्किट की वेल्डिंग और पिक्चर ट्यूब के अंदर सफाई के लिए किया जा सकता है। पता लगाने के संदर्भ में, गहराई के लिए ट्रांसड्यूसर में प्रकाश तरंगों के समान अपवर्तन और परावर्तन की विशेषताएं होती हैं, और अल्ट्रासोनिक नैनो डिटेक्टरों का उपयोग किया जा सकता है। यह समुद्री जहाज़ों के मलबे और दुश्मन की पनडुब्बियों का पता लगा रहा है। अल्ट्रासाउंड अब हमारे जीवन के कई क्षेत्रों में प्रवेश कर चुका है, जैसे बी-अल्ट्रासाउंड, रिमोट कंट्रोल, चोरी-रोधी गैर-विनाशकारी परीक्षण, इत्यादि।

2. अल्ट्रासाउंड की अवधारणा

लोग सुन सकते हैं कि ध्वनि वस्तु के कंपन से उत्पन्न होती है। इसकी आवृत्ति 20Hz-20kHz की सीमा में होती है, जिसे श्रव्य ध्वनि तरंग कहते हैं। 20 हर्ट्ज़ से नीचे के यांत्रिक कंपन मानव कान के लिए अश्रव्य होते हैं, जिन्हें इन्फ्रासाउंड तरंगें कहा जाता है; 20 किलोहर्ट्ज़ से ऊपर के यांत्रिक कंपन को अल्ट्रासोनिक तरंगें कहा जाता है, और आमतौर पर अल्ट्रासोनिक, आवृत्तियों के लिए उपयोग किया जाता है अल्ट्रासोनिक इको-साउंडर ट्रांसड्यूसर दसियों किलोहर्ट्ज़ से लेकर दसियों मेगाहर्ट्ज तक के होते हैं। अल्ट्रासोनिक तरंगें लोचदार मीडिया में यांत्रिक दोलन हैं। इसके दो रूप हैं: पार्श्व दोलन (अनुप्रस्थ तरंग) और अनुदैर्ध्य दोलन (अनुदैर्ध्य तरंग)। उद्योग में उपयोग किए जाने वाले अनुप्रयोग अक्सर अनुदैर्ध्य दोलनों का उपयोग करते हैं। अल्ट्रासोनिक तरंगें गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों में यात्रा कर सकती हैं, लेकिन अलग-अलग प्रसार दर पर। इसके अलावा, इसमें प्रसार के दौरान अपवर्तन और परावर्तन घटना का क्षय भी होता है। हवा में फैलने वाली अल्ट्रासोनिक तरंगों की आवृत्ति अपेक्षाकृत कम है, आम तौर पर यह दसियों किलोहर्ट्ज़ है, लेकिन क्षीणन तेज़ है; ठोस और तरल पदार्थों में प्रसार की आवृत्ति अधिक होती है, लेकिन क्षीणन छोटा होता है और प्रसार दूर तक होता है।

3. अल्ट्रासाउंड की विशेषताएं

की दिशा अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर लगाना अच्छा है, इसे अलग करना आसान नहीं है, और ऊर्जा केंद्रित है। इसलिए, प्रवेश शक्ति बड़ी है, और कई मीटर मोटी स्टील प्लेट में प्रवेश करने के बाद ऊर्जा हानि छोटी है। जब अल्ट्रासोनिक तरंगें दो मीडिया के बीच इंटरफेस का सामना करती हैं तो महत्वपूर्ण प्रतिबिंब और अपवर्तन उत्पन्न कर सकती हैं। यह घटना प्रकाश तरंगों के समान है। जितनी अधिक आवृत्ति होती है वह अल्ट्रासोनिक होती है फ्लोमीटर के लिए ट्रांसड्यूसर , ध्वनि क्षेत्र की दिशा उतनी ही बेहतर होती है, और प्रकाश तरंग की परावर्तन और अपवर्तन विशेषताएँ उतनी ही करीब होती हैं। अल्ट्रासोनिक तरंगों की विशेषताओं का उपयोग करके, विभिन्न अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग किया जा सकता है, और विभिन्न सर्किट का उपयोग विभिन्न अल्ट्रासोनिक मापने वाले उपकरणों और उपकरणों को बनाने के लिए किया जा सकता है, और पानी के नीचे संचार, चिकित्सा और घरेलू उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

4. अल्ट्रासोनिक सेंसर का सिद्धांत

अल्ट्रासोनिक सेंसर एक सेंसर है जिसे अल्ट्रासोनिक तरंगों की विशेषताओं का उपयोग करके विकसित किया गया है, और यह एक ट्रांसमिटिंग सेंसर, एक प्राप्त करने वाला सेंसर, एक नियंत्रण भाग और एक बिजली आपूर्ति भाग से बना है। ट्रांसमीटर सेंसर में लगभग 15 मिमी व्यास वाला एक ट्रांसमीटर और पीजो सिरेमिक वाइब्रेटर ट्रांसड्यूसर होता है। के कार्य अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर ट्रांसड्यूसर सिरेमिक वाइब्रेटर की विद्युत कंपन ऊर्जा को सुपर ऊर्जा में परिवर्तित करने और हवा में विकिरण करने के लिए है; प्राप्त करने वाला सेंसर एक पीजो सिरेमिक वाइब्रेटर ट्रांसड्यूसर है। यह एक एम्प्लीफाइंग सर्किट, रिसिविंग से बना है 2 मेगाहर्ट्ज अल्ट्रासोनिक सेंसर यांत्रिक कंपन उत्पन्न करता है, उन्हें विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है, और संचरित अल्ट्रासोनिक तरंगों का पता लगाने के लिए सेंसर रिसीवर के आउटपुट के रूप में कार्य करता है। वास्तविक उपयोग में, पीजो सिरेमिक वाइब्रेटर का उपयोग ट्रांसमिटिंग सेंसर के लिए किया जाता है। जिसका उपयोग प्राप्त सेंसर पर सिरेमिक वाइब्रेटर के रूप में भी किया जा सकता है। भाग मुख्य रूप से पल्स आवृत्ति, कर्तव्य चक्र, विरल मॉड्यूलेशन और गिनती, और ट्रांसमीटर द्वारा भेजी गई दूरी का पता लगाने को नियंत्रित करता है। अल्ट्रासोनिक ऑयल लेवल सेंसर की बिजली आपूर्ति DC12V ± 10% या 24V ± 10% हो सकती है।