Co je to ultrazvukový obvod?

Zvuky jsou slyšet všude v přírodě, s výjimkou vakua prostoru. Lidé a zvířata často spoléhají na zvuk pro komunikaci, navigaci a informace o poloze. Když lidé potřebují interpretovat zvuky nad rozsahem sluchu, může ultrazvukový obvod vytvářet, vysílat a přijímat vysokofrekvenční signály.

Ultrazvuk jsou zvukové vlny s frekvencemi vyššími, než je normální lidské ucho. Typické ultrazvukové frekvence jsou vyšší než 20 000 Hertzů (20 kHz) nebo cyklů za sekundu. Vysokofrekvenční zvuky mají širokou škálu použití, včetně měření vzdálenosti, lékařského využití a zabezpečovacích zařízení.

Zvukové vlny lze použít k měření vzdáleností. Ultrazvukový obvod může vytvořit vysokofrekvenční zvukový impuls krátkého trvání, který bude cestovat vzduchem nebo vodou a měří tak dobu, po kterou se impuls vrátí do zařízení. Software poté vypočítá vzdálenost k objektu. Rychlost zvuku se liší podle toho, zda je přítomen vzduch nebo voda, takže software může korigovat typ vody, teplotu a hustotu.

Sonar, nebo zvuková navigace a rozsah, se používá v lodích a ponorkách pro navigaci a detekci. Jedná se o ultrazvukový obvod využívající převodníky k odesílání a přijímání zvukových impulsů pro detekci jiných plavidel nebo podvodních prvků. Krátké impulsy se používají spíše než nepřetržitá frekvence, aby poskytovaly více zvukové energie pro přesnost.

Dalším využitím sonarové ultrazvuků je inspekce podvodních struktur, geologie, pátrání a záchrany. Přenosná sonarová zařízení mohou být připevněna nebo odtažena za povrchové lodě. Tato zařízení vysílají ultrazvukové impulsy požadovanými směry a vytvářejí obrazy podmořských struktur na základě odrazených zvuků. Zařízení pro vyhledávání ryb používaná na soukromých a komerčních rybářských plavidlech používají podobný systém k detekci rybích hejn pod lodí.

Ultrazvukový obvod může být použit jako lékařské zobrazovací zařízení a je obvykle označován jako ultrazvuk. Obvod vytváří zaostřenou ultrazvukovou frekvenci v ruční sondě, kterou lze umístit na tělo pacienta. Software zpracovává odražené zvuky a vytváří obraz vnitřních orgánů na monitoru. Výsledné obrázky mohou být použity pro lékařskou diagnostiku, pozorování srdce a krevních cév a prenatální pozorování plodu nebo nenarozeného dítěte uvnitř matky.

Ultrazvukové frekvence mohou procházet pevnými materiály a mohou být použity jako diagnostický nástroj. Přenosné zařízení podobné ultrazvukovému stroji lze použít na můstcích, tlakových nádobách nebo jiných zařízeních k vyhledání vnitřních vad nebo trhlin před selháním. Tato technologie se používá pro nedestruktivní testování konstrukčních částí letadla během rutinních kontrol. Může najít velmi malé praskliny a unavené oblasti z opakovaných vzletů, přistání a za letu.

Zvuk lze použít k poskytování signálů používaných pro zabezpečovací systémy. Princip je stejný jako sonar nebo ultrazvuk, přičemž frekvence je vysílána a přijímána ultrazvukovým obvodem. V takovém případě může jakýkoli signál indikující pohyb vyvolat poplašný obvod. Tyto systémy lze použít tam, kde bezpečnostní systémy infračerveného nebo tepelného snímání nefungují správně kvůli teplotě nebo jiným podmínkám.