Ce este traductorul cu ultrasunete

Un traductor (sondă) este un dispozitiv care transformă energia fizică în și afară. O sondă cu ultrasunete transformă energia electrică în energie acustică și transformă energia acustică în energie electrică. Conversia energiei este realizată. Prin urmare, sonda cu ultrasunete este numită și traductor cu ultrasunete, care poate fi utilizat atât pentru transmiterea undelor ultrasonice, cât și pentru recepție și este o componentă cheie în sistemul de măsurare cu ultrasunete. Traductoarele cu ultrasunete includ în principal traductoare cu ultrasunete mecanice, traductoare cu ultrasunete electrice și traductoare cu ultrasunete electroacustice. Printre aceștia, senzorii electroacustici cu ultrasunete sunt alcătuiți în principal din cristale piezoelectrice (electrostrictive) și aliaj de aluminiu nichel-fier (magnetostrictiv). Conform diferitelor modele, forma traductorului cu ultrasunete are în principal o formă de coloană (plăcile de acoperire metalice din față și din spate au același diametru), un tip de corn (diametrul plăcii de acoperire frontală este redus excesiv de forma arcului) și o formă de coloană cu o secțiune în mijloc.

O Traductorul din ceramică piezoelectrică este un traductor electroacustic care convertește energia electrică și acustică pe baza efectelor piezoelectrice și piezoelectrice inverse ale anumitor cristale. Senzorii piezoelectrici cu ultrasunete sunt alcătuiți în principal din napolitane piezoelectrice. Senzorul ultrasonic compus din cristale piezoelectrice este un senzor reversibil care convertește energia electrică în energie acustică, iar atunci când primește unde ultrasonice, poate transforma și energia acustică în energie electrică. Senzorii piezoelectrici cu ultrasunete funcționează folosind rezonanța unui cristal piezoelectric. Structura unor materiale monocristaline are caracteristici asimetrice. Atunci când aceste materiale sunt supuse unor tensiuni și tensiuni externe, modificările structurii rețelei interne (deformarea) vor distruge starea macroscopică inițială de neutralitate electrică, rezultând un câmp electric polarizat. (electrochimic), câmpul electric generat (polarizarea electrodului) este proporțional cu mărimea deformarii. Acest fenomen se numește efect piezoelectric pozitiv, care a fost descoperit de frații Curie în 1880. Ulterior, în 1881, s-a descoperit în continuare că astfel de materiale monocristaline au, de asemenea, un efect piezoelectric invers, adică atunci când un material cu efect piezoelectric pozitiv este supus unui câmp electric aplicat, se formează stres și deformare și se formează câmpul electric extern. Doar proporțional. Experimentele au arătat că efectul piezoelectric și efectul piezoelectric invers într-o anumită limită sunt liniare. Adică, în efectul piezoelectric, densitatea de sarcină de suprafață a cristalului piezoelectric este proporțională cu mărimea deformarii. Când tulpina schimbă semnul, încărcarea schimbă și semnul. În cazul efectului piezoelectric invers, cristalul piezoelectric se deformează sub acțiunea câmpului electric extern. Mărimea este proporțională cu puterea câmpului electric, iar atunci când câmpul electric este inversat, deformarea este, de asemenea, inversată. Traductoarele piezoelectrice sunt dispozitive care convertesc energia electrică și energia acustică folosind efectul piezoelectric al anumitor materiale monocristaline și efectele electrostrictive ale materialelor policristaline. Datorită eficienței sale electroacustice ridicate, capacității mari de putere, iar structura și forma pot fi proiectate în funcție de diferite aplicații, este utilizat pe scară largă în domeniul ultrasunetelor.

Traductoarele piezoelectrice cu ultrasunete sunt împărțite în sondă unică și sondă dublă. Modul cu o singură sondă se referă la un traductor de proximitate ultrasonic care este utilizat pentru a transmite atât unde ultrasonice, cât și unde ultrasonice, adică sonda este utilizată atât pentru transmisie, cât și pentru recepție. În modul de funcționare cu o singură sondă, la transmiterea undelor ultrasonice, este necesar să se aplice sondei o tensiune mai mare de zece volți, câteva zeci de volți sau chiar sute de volți pentru a provoca vibrații mecanice ale sondei. Această vibrație mecanică trece vibrația plachetei piezoelectrice la energie mecanică. Transformată în energie acustică pentru a excita undele ultrasonice. Când unda ultrasonică este recepționată, șocul generat de unda ultrasonică nu dispare imediat, iar amplitudinea semnalului transmis este mai evidentă decât amplitudinea semnalului de eco, astfel încât capătul de recepție generează în mod greșit unda generată de vibrație ca un ecou. Erorile de măsurare afectează acuratețea senzorului ultrasonic de măsurare a distanței. Practica convențională este de a opri transmisia, de a întârzia perioada de timp, de a evita timpul acestei replici și de a începe să primiți ecouri, ceea ce duce la zona oarbă. Sonda duală funcționează prin trimiterea a două unde ultrasonice și primirea undelor ultrasonice folosind aceeași sondă. De la nivelul analizei zonei oarbe cu o singură sondă, modul de funcționare cu sondă duală poate elimina complet zona oarbă și poate crește distanța de măsurare. Cu toate acestea, în aplicațiile practice, deoarece distanța dintre sonda de transmisie și sonda de recepție este mică, iar unda sonoră este difractivă, unda emisă de sonda de transmisie ultrasonică poate să nu fie reflectată de obstacol, ci ocolește direct sonda de recepție, rezultând pozitive, prin urmare, zona oarbă este încă acolo.