Vibrația axială a traductoarelor ultrasonice

Structura discului cu mai multe noduri traductoare ultrasonice , funcția cornului este de a amplifica amplitudinea ultrasonică, iar discul mare poate îmbunătăți îndreptarea traductorului. Principiul de funcționare al acestui tip de traductor este de a conecta un corn conic longitudinal și vibratorul piezoelectric longitudinal pentru a vibra mediul de aer. Când apare vibrația multimod, pe discul piezo vor fi produse mai multe cercuri de pas. Pe ambele părți ale cercului de pas, punctele vibraționale de pe suprafața discului vibrează au faze opuse, astfel încât câmpul sonor radiat este slăbit de anularea fazei opuse. Pentru a depăși acest neajuns, grosimea unui disc lateral al cercului de pas poate fi modificată cu o lungime de undă pentru a forma o canelură concav-convexă pentru a compensa diferența de fază dintre cercurile de pas, îmbunătățind astfel eficiența de radiație a traductorului. 

Există multe instituții de cercetare și producători conexe în țară și în străinătate pentru a dezvolta și produce astfel de traductor cu ultrasunete pentru distanță . Dezvoltarea de traductoare topografice cu ultrasunete cu o distanță de lucru de aproximativ 15 m (National Natural Science Foundation și National Program Funding Project, traductoare de nivel produse de compania Milltronics din Canada, toate aparțin traductoarelor cu discuri cu mai multe lungimi de undă.

Experimentele arată că atunci când traductorul funcționează la o frecvență de 24 kHz și diametrul discului este mai mare de 240 mm. Traductorul discului multisegment are avantajele unei sensibilități ridicate, distanță mare de lucru (aproximativ 15 m) și articulație multi-undă cu jumătate de unghi al fasciculului mic. Dezavantajele Circuitul senzorului de distanță cu ultrasunete este de dimensiuni mari și complicat de procesul de fabricație.

Diagrama traductorului sandwich este o structură tipică a traductorului cu ultrasunete, care constă dintr-o placă de acoperire față și spate, un vibrator piezoelectric și un șurub de tensiune. În cazul în care capacul din spate are, în general, forma unui cilindru; capacul frontal este în cea mai mare parte sub formă de corn conic pentru a crește zona de radiație în aplicația acustică subacvatică, flare este de obicei tăiată sau parțial tăiată pentru a se potrivi cu structura matricei; Vibratoarele piezoelectrice din mijloc sunt în mare parte discuri ceramice piezoelectrice polarizate longitudinal sau pot fi tuburi ceramice piezoelectrice polarizate radial. Șuruburile de tensiune de înaltă rezistență sunt folosite pentru a fixa capacele față și spate și vibratoarele piezoelectrice. Structura traductorului a fost propusă pentru prima dată de fizicianul francez Lang Zhiwan, deci este cunoscută și sub numele de traductorul Langevin.

Traductoarele produse de Bindicator din Statele Unite, seria WSS de traductoare de nivel de la Sense of Germany și seria XTC/XPS de traductoare de nivel de la Milltronics of Canada adoptă, de asemenea, o structură tip sandwich. Ca a Senzorul de măsurare a distanței , frecvența de lucru a traductorului sandwich este în general între 15 kHz și 60 kHz, iar valoarea vârf-la-vârf a tensiunii pulsului pentru excitarea vibratorului piezoelectric este de obicei de 3200 V, iar un strat de potrivire acustică bună este atașat la suprafața de radiație. Astfel de traductoare sunt capabile să producă energie acustică ridicată. Traductorul sandwich este voluminos și costisitor și consumă multă putere, dar este potrivit pentru utilizare în situațiile în care este necesară o putere mare sau o forță mare.