Transduser ultrasonik piezoelektrik

Transduser ultrasonik pada asasnya ialah kelas peranti penukaran tenaga elektromekanikal, yang boleh dibahagikan kepada jenis piezoelektrik, elektromagnet dan magnetostriktif mengikut prinsip kerjanya. Pada masa ini, transduser ultrasonik biasa biasanya piezoelektrik, yang berfungsi dengan menggunakan kesan piezoelektrik positif dan negatif bahan piezoelektrik. Bahan piezoelektrik terpaksa menjana cas elektrik, yang dipanggil kesan piezoelektrik positif. Sebaliknya, apabila medan elektrik digunakan pada bahan piezoelektrik, bahan piezoelektrik akan menghasilkan ubah bentuk mekanikal dan tegasan mekanikal. Fenomena ini dipanggil kesan piezoelektrik songsang. Apabila sensor transduser ultrasonik menggunakan medan elektrik adalah isyarat berselang-seli, pelbagai bentuk gelombang elastik boleh teruja dalam bahan piezoelektrik. Apabila kekerapan medan elektrik berselang-seli bertepatan dengan frekuensi resonans mekanikal bahan piezoelektrik, bahan piezoelektrik berada dalam keadaan resonans mekanikal dan menjadi penggetar piezoelektrik. Jika frekuensi resonans mekanikal berada dalam spektrum ultrasonik, gelombang mekanikal yang dihantar oleh penggetar piezoelektrik adalah ultrasonik.

Dalam teknologi ujian ultrasonik, probe pemancar ultrasonik dan penerima probe julat ultrasonik boleh dibuat secara berasingan dengan menggunakan kesan piezoelektrik positif dan negatif. Oleh kerana kesan piezoelektrik boleh diterbalikkan, kebanyakan probe ultrasonik adalah pemancar dan penerimaan.

Penderia pengukur jarak ultrasonik boleh dibahagikan kepada tiga julat: besar, sederhana dan kecil mengikut jarak kerjanya. Antaranya, jarak pengesanan julat kecil adalah kurang daripada 2m, frekuensi kerja adalah antara 90-300kHz; jarak pengesanan julat sederhana adalah kira-kira 20m, kekerapan kerja adalah antara 90kHz; 300KHz yang besar sensor transduser ultrasonik adalah kira-kira 50m, dan frekuensi kerja adalah antara 20-30kHz. Di samping itu, terdapat sensor julat audio yang jarak pengesanannya lebih besar daripada 50 m dan frekuensi operasi adalah kira-kira 10 kHz.