अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर क्या है?

ट्रांसड्यूसर (जांच) एक उपकरण है जो भौतिक ऊर्जा को अंदर और बाहर परिवर्तित करता है। एक अल्ट्रासोनिक जांच विद्युत ऊर्जा को ध्वनिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है और ध्वनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है। ऊर्जा रूपांतरण का एहसास होता है. इसलिए, अल्ट्रासोनिक जांच को अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर भी कहा जाता है, जिसका उपयोग अल्ट्रासोनिक तरंगों को प्रसारित करने और प्राप्त करने दोनों के लिए किया जा सकता है, और यह अल्ट्रासोनिक रेंजिंग सिस्टम में एक प्रमुख घटक है। अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर में मुख्य रूप से मैकेनिकल अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर, इलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर और इलेक्ट्रोकॉस्टिक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर शामिल हैं। उनमें से, इलेक्ट्रोकॉस्टिक अल्ट्रासोनिक सेंसर मुख्य रूप से पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल (इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव) और निकल-आयरन एल्यूमीनियम मिश्र धातु (मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव) से बने होते हैं। विभिन्न डिज़ाइनों के अनुसार, अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर के आकार में मुख्य रूप से एक स्तंभ आकार (सामने और पीछे की धातु कवर प्लेटों का व्यास समान होता है), एक सींग प्रकार (सामने कवर प्लेट व्यास चाप आकार से अत्यधिक कम हो जाता है), और बीच में एक खंड के साथ एक स्तंभ आकार होता है।

ए पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर एक इलेक्ट्रोकॉस्टिक ट्रांसड्यूसर है जो कुछ क्रिस्टल के पीजोइलेक्ट्रिक और व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभावों के आधार पर विद्युत और ध्वनिक ऊर्जा को परिवर्तित करता है। पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक सेंसर मुख्य रूप से पीजोइलेक्ट्रिक वेफर्स से बने होते हैं। पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल से बना अल्ट्रासोनिक सेंसर एक प्रतिवर्ती सेंसर है जो विद्युत ऊर्जा को ध्वनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, और जब यह अल्ट्रासोनिक तरंगें प्राप्त करता है, तो यह ध्वनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में भी परिवर्तित कर सकता है। पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक सेंसर पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल की अनुनाद का उपयोग करके संचालित होते हैं। कुछ एकल क्रिस्टल सामग्रियों की संरचना में असममित विशेषताएं होती हैं। जब इन सामग्रियों को बाहरी तनाव और तनाव के अधीन किया जाता है, तो आंतरिक जाली संरचना में परिवर्तन (विरूपण) विद्युत तटस्थता की मूल मैक्रोस्कोपिक स्थिति को नष्ट कर देगा, जिसके परिणामस्वरूप एक ध्रुवीकृत विद्युत क्षेत्र होगा। (इलेक्ट्रोकेमिकल), उत्पन्न विद्युत क्षेत्र (इलेक्ट्रोड ध्रुवीकरण) तनाव के परिमाण के समानुपाती होता है। इस घटना को सकारात्मक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है, जिसे 1880 में क्यूरी बंधुओं द्वारा खोजा गया था। इसके बाद, 1881 में, यह पता चला कि ऐसी एकल क्रिस्टल सामग्री में एक उलटा पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव भी होता है, यानी, जब सकारात्मक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव वाली सामग्री एक लागू विद्युत क्षेत्र के अधीन होती है, तो तनाव और तनाव उत्पन्न होता है, और तनाव और बाहरी विद्युत क्षेत्र का निर्माण होता है। बिल्कुल आनुपातिक. प्रयोगों से पता चला है कि एक निश्चित सीमा के भीतर पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव रैखिक होते हैं। कहने का तात्पर्य यह है कि, पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव में, पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल का सतह चार्ज घनत्व तनाव के परिमाण के समानुपाती होता है। जब तनाव संकेत बदलता है, तो आवेश भी संकेत बदलता है। व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के मामले में, बाहरी विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल तनावग्रस्त हो जाता है। आकार विद्युत क्षेत्र की ताकत के समानुपाती होता है, और जब विद्युत क्षेत्र उलट जाता है, तो तनाव भी उलट जाता है। पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर ऐसे उपकरण हैं जो कुछ एकल क्रिस्टल सामग्रियों के पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और पॉलीक्रिस्टलाइन सामग्रियों के इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव प्रभावों का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा और ध्वनिक ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं। इसकी उच्च इलेक्ट्रोकॉस्टिक दक्षता, बड़ी बिजली क्षमता और विभिन्न अनुप्रयोगों के अनुसार संरचना और आकार को डिजाइन करने के कारण, इसका व्यापक रूप से अल्ट्रासाउंड के क्षेत्र में उपयोग किया जाता है।

अल्ट्रासोनिक पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर को एकल जांच और दोहरी जांच में विभाजित किया गया है। एकल जांच मोड एक अल्ट्रासोनिक निकटता ट्रांसड्यूसर को संदर्भित करता है जिसका उपयोग अल्ट्रासोनिक तरंगों और अल्ट्रासोनिक तरंगों दोनों को प्रसारित करने के लिए किया जाता है, अर्थात, जांच का उपयोग ट्रांसमिशन और रिसेप्शन दोनों के लिए किया जाता है। ऑपरेशन के एकल जांच मोड में, अल्ट्रासोनिक तरंगों को संचारित करते समय, जांच में यांत्रिक कंपन पैदा करने के लिए जांच में दस वोल्ट, कई दस वोल्ट या यहां तक ​​कि सैकड़ों वोल्ट से अधिक का वोल्टेज लागू करना आवश्यक होता है। यह यांत्रिक कंपन पीजोइलेक्ट्रिक वेफर के कंपन को यांत्रिक ऊर्जा में स्थानांतरित करता है। अल्ट्रासोनिक तरंगों को उत्तेजित करने के लिए ध्वनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया गया। जब अल्ट्रासोनिक तरंग प्राप्त होती है, तो अल्ट्रासोनिक तरंग द्वारा उत्पन्न आफ्टरशॉक तुरंत गायब नहीं होता है, और संचरित सिग्नल का आयाम प्रतिध्वनि संकेत के आयाम से अधिक स्पष्ट होता है, जिससे प्राप्त करने वाला अंत गलती से कंपन द्वारा उत्पन्न तरंग को प्रतिध्वनि के रूप में उत्पन्न करता है। माप त्रुटियां अल्ट्रासोनिक दूरी माप सेंसर की सटीकता को प्रभावित करती हैं। पारंपरिक अभ्यास ट्रांसमिशन को रोकना, समय की अवधि में देरी करना, इस झटके के समय से बचना और गूँज प्राप्त करना शुरू करना है, जो अंधे क्षेत्र की ओर ले जाता है। दोहरी जांच दो अल्ट्रासोनिक तरंगें भेजकर और एक ही जांच का उपयोग करके अल्ट्रासोनिक तरंगें प्राप्त करके काम करती है। एकल जांच ब्लाइंड ज़ोन विश्लेषण के स्तर से, ऑपरेशन की दोहरी जांच मोड ब्लाइंड ज़ोन को पूरी तरह से समाप्त कर सकती है और मापने की दूरी बढ़ा सकती है। हालाँकि, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, क्योंकि ट्रांसमिटिंग जांच और प्राप्त करने वाली जांच के बीच की दूरी छोटी है, और ध्वनि तरंग विवर्तक है, अल्ट्रासोनिक ट्रांसमिटिंग जांच द्वारा उत्सर्जित तरंग बाधा से परिलक्षित नहीं हो सकती है, लेकिन सीधे प्राप्त जांच को बायपास कर देती है, जिसके परिणामस्वरूप सकारात्मकता होती है, इसलिए, अंधा क्षेत्र अभी भी है।