اصل کار مبدل اولتراسونیک

مردم می توانند صداها را به دلیل ارتعاش جسم، فرکانس آن در 20 هرتز-20KHZ بشنوند.

در محدوده، بیش از 20 کیلوهرتز را اولتراسوند، کمتر از 20 هرتز را فراصوت می نامند. فرکانس‌های رایج اولتراسوند ده‌ها KHZ-ده‌ها مگاهرتز هستند.

اولتراسوند یک نوسان مکانیکی در محیط های الاستیک است که به دو شکل وجود دارد: نوسان عرضی (موج برشی) و نوسان طولی (موج طولی). کاربرد نوسان عمودی در صنعت عمدتاً مورد استفاده قرار می گیرد. امواج اولتراسونیک در گازها، مایعات و جامدات قابل انتقال هستند و سرعت انتشار آنها متفاوت است. علاوه بر این، دارای پدیده های انکسار و انعکاس است و در فرآیند انتشار دارای میرایی است. امواج اولتراسونیک در هوا، فرکانس کم، به طور کلی ده ها کیلو هرتز، در حالی که در جامدات، مایعات، فرکانس می تواند بالاتر باشد. در هوا سریعتر تجزیه می شود، در حالی که در مایعات و جامدات گسترش می یابد، تضعیف کمتر، بیشتر گسترش می یابد. با استفاده از ویژگی های اولتراسونیک، می توان انواع سنسورهای اولتراسونیک را با مدارهای مختلف برای ساخت انواع ابزار و دستگاه های اندازه گیری اولتراسونیک ساخت و در ارتباطات، لوازم پزشکی و سایر جنبه ها به طور گسترده ای استفاده می شود.

مواد اصلی حسگرهای اولتراسونیک کریستال های پیزوالکتریک (مغناطیسی انسدادی) و آلیاژهای آلومینیوم نیکل-آهن (مغناطیسی گیر) هستند. مواد الکترو تلسکوپی دارای سرب زیرکونات تیتانات (PZT) هستند. سنسور اولتراسونیک متشکل از کریستال های پیزوالکتریک یک حسگر برگشت پذیر است که انرژی الکتریکی را به نوسانات مکانیکی تبدیل می کند و امواج مافوق صوت تولید می کند که در هنگام دریافت امواج مافوق صوت نیز می تواند به انرژی الکتریکی تبدیل شود، بنابراین می توان آن را به فرستنده یا گیرنده تقسیم کرد. برخی از سنسورهای اولتراسونیک هم ارسال و هم دریافت می شوند. در اینجا فقط سنسورهای اولتراسونیک کوچک، ارسال و دریافت کمی متفاوت است، برای پخش در هوا مناسب است، فرکانس کاری به طور کلی 23-25KHZ و 40-45KHZ است. چنین سنسورهایی برای محدوده، کنترل از راه دور، ضد سرقت و غیره مناسب هستند. گونه دارای T/R-40-60،T/R-40-12 است، مانند T، که ارسال می‌شود، R دریافت می‌شود، و 40 نشان‌دهنده فرکانس 40KHZ، 16 و 12 برای نشان دادن قطر بیرونی آن است. اندازه، بر حسب میلی متر یک سنسور اولتراسونیک مهر و موم شده دیگر (نوع MA40EI). با یک عملکرد ضد آب مشخص می شود (اما نه در آب)، می تواند چاشنی ها و سوئیچ های مجاورت باشد، عملکرد آن بهتر است. کاربرد اولتراسونیک دارای سه نوع اساسی است، نوع انتقال برای کنترل از راه دور، هشدار ضد سرقت، درب های اتوماتیک، سوئیچ های مجاورت، و غیره نوع بازتابنده جدا شده برای محدوده، سطح مایع یا موقعیت مواد. نوع بازتابنده برای تشخیص نقص مواد، اندازه گیری ضخامت و غیره

شامل یک سنسور ارسال (یا یک فرستنده موج)، یک حسگر دریافت کننده (یا یک گیرنده موج)، یک بخش کنترل و یک بخش منبع تغذیه است. سنسور فرستنده از یک فرستنده و یک نوسان ساز سرامیکی با قطر 15 میلی متر یا بیشتر تشکیل شده است، عملکرد مبدل تبدیل انرژی ارتعاش الکتریکی نوسانگر سرامیکی به انرژی فوق العاده و تابش به هوا است. سنسور گیرنده از یک مبدل لرزاننده سرامیکی و یک مدار تقویت کننده تشکیل شده است، مبدل امواجی را دریافت می کند که ارتعاش مکانیکی ایجاد می کند و آن را به انرژی الکتریکی به عنوان خروجی گیرنده سنسور تبدیل می کند. بدین ترتیب اولترا ارسال شده شناسایی می شود. در عمل، از نوسانگر سرامیکی مبدل فرستنده نیز می توان به عنوان گیرنده مبدل استفاده کرد. بخش کنترل عمدتاً کنترل فرکانس زنجیره پالس، نسبت وظیفه و مدولاسیون پراکنده و شمارش و تشخیص فاصله فرستنده را انجام می دهد.