Co je to ultrazvukový převodník?

Ultrazvukový převodník je elektrická složka, která přeměňuje ultrazvukové zvukové vlny mimo rozsah lidského sluchu do střídavého proudu (AC) nebo přímého proudu (DC) elektrických signálů, které jsou poté přenášeny nebo zaznamenány. Obvykle jsou taková zařízení postavena na krystalech, které vykazují piezoelektrický účinek, které provádějí elektrický proud v reakci na mechanické napětí nebo vibrace. Krystaly mají přímo úměrný výstup k síle vstupní zvukové vlny nebo napětí, což z nich činí užitečná měřicí zařízení jako ultrazvukový převodník. Používají se v průmyslových aplikacích ke sledování úrovně tekutiny v nádrži a v moderních automobilech od roku 2011 pro senzory polohy ozvěny k označení objektů v těsné blízkosti cestyvozidlo, které zálohuje nebo zatahuje do garáže. Protože ultrazvukový převodník může také hrát roli ultrazvukového vysílače prostřednictvím vstupního elektrického výkonu, nabízejí v mnoha případech schopnost primitivního typu sonaru. Zvukové vlny se mohou odrážet z povrchu a vzdálenost k tomuto povrchu měřené časem a frekvencí vlny, která se odrazí zpět.

Elektrická zařízení, která přeměňují jednu formu energie na druhou, jako jsou ultrazvukové senzory, mají často rozšířené aplikace v elektronice a průmyslu. Nyní existuje mnoho rozmanitých využití pro ultrazvukový převodník, včetně environmentálních kontrol budov, například ve zvlhčovačích, kde odpařují povrch vody a v burlách vloupání detekují objekty pohybující se jinak jasnou cestou. Ultrasonografie se také spoléhá na princip ultrazvukového převodníku v medicíně, kde zvukové vlny 1do 30 megahertzů se používají k dálkovému generování snímků pro stav svalů, vnitřních orgánů a krevních cév v lidském těle, jakož i stav plodu během těhotenství.

Od doby 40. let 20. století byl ultrazvukový převodník začleněn do testovacího zařízení pro detekci nedostatků v řadě aplikací souvisejících s sonarem. Mohou být použity k nalezení jemných trhlin, dutin nebo porézních sekcí v betonových a budovaných nadacích, poškozených nebo zlomených kovových svarech a nedostatcích v jiných materiálech, jako je plast, keramika a kompozity. Zařízení jsou všestranná, protože zvukové vlny, které emitují, budou ovlivněny jakoukoli médiem, ať už kapalinou, pevnou nebo plyn. U detektoru používaného k měření stavu plynu se však mezi plynem a ultrazvukovým převodníkem obvykle umístí meziprodukt, protože zvukové vlny jsou jinak špatně prováděny a zaznamenány v plynovém médiu.

Pole detekce vad pro ultrazvukovou technologii je rozděleno na pět různýchTypy konstrukcí převodníku: kontakt, úhel paprsku, linie zpoždění, ponoření a převodníky s dvojím prvkem. Kontaktní převodníky musí mít blízkost kontaktu s tím, co měří, jako je vyhledávač stud v budově používaném k detekci dřevěných paprsků za stěnami. Ponořovací převodník je vodotěsný a umístěn do toku tekutiny. K měření svarů a za podmínek vysokých teplot se používají jak úhel paprsku, tak i zpoždění linií ultrazvukového převodníku. Převodník s dvojím prvkem je současně vysílačem a přijímačem pro nepřetržité sledování drsných nebo potenciálně vadných povrchů.