Hvad er en akustisk transducer?
En akustisk transducer er en elektrisk enhed, der dækker lydbølgevibrationer til mekanisk eller elektrisk energi. De har forskellige praktiske anvendelser, herunder lydoptagelse og lydafspilning. En specialiseret model, kaldet en ultralyds akustisk transducer, kan bruges til at måle afstand til såvel som massen af et objekt.
Almindelige typer akustiske transducere, der bruges til lydoptagelse, inkluderer mikrofoner, øretelefoner og guitaroptagelser. Disse skaber elektrisk energi, når bevægelige dele inde i transduceren, såsom elektriske plader eller bånd, udsættes for lydvibrationer. Den elektriske energi, der produceres inde i transduceren, sendes først til en forstærker.
Forstærkeren sender derefter denne energi til sin endelige destination, som regel en højttaler eller optagerenhed. Højttaleren gengiver lyden på et niveau, som det menneskelige øre kan høre. En optagerenhed bevarer de elektriske signaloplysninger. Optageren sender det gemte signal til en højttaler under afspilning.
En ultrasonisk akustisk transducer kan bruges til at måle afstand eller objektets masse. Den mest almindelige type er den piezoelektriske akustiske transducer. Disse inkluderer et piezoelektrisk keramisk element, der skaber og distribuerer ultralyds lydbølger.
Lydbølger rejser til et objekt fra en piezoelektrisk transducer gennem materiale kaldet en kobling. Koblingen er normalt vand. Lydbølger springer fra genstanden og vender tilbage til transduceren i form af et ekko. Den tid, det tager for disse ekkoer at vende tilbage til transduceren, bruges til at beregne afstanden til objektet.
Undervands lydnavigation og rækkevidde (SONAR) er en almindelig anvendelse af en ultralyds akustisk transducer. SONAR bruger retningsbestemte bjælker af lydbølger. Dette gør det muligt for SONAR-operatøren at bestemme retningen og afstanden til et objekt.
SONAR-systemer kan være aktive eller passive. Et aktivt system udsender lydbølger og lytter til ekko. Et passivt system lytter til støj fra skibe, fisk og landmasser.
En elektromagnetisk akustisk transducer (EMAT) er en anden form for ultralydstransducer. I stedet for et keramisk element er en elektromagnet hovedkomponenten i en EMAT. Dette er en type ikke-kontakt eller ikke-destruktiv transducer. I modsætning til piezoelektriske transducere har EMAT ikke brug for en kobling for at bære lydbølger. I stedet genereres to elektromagnetiske felter for at udlevere ultralydsbølger.
EMAT'er kan let bruges næsten overalt, da der ikke er behov for væske. For eksempel kan EMAT'er bruges til at kontrollere for mangler i underjordiske rør. En ulempe med EMAT'er sammenlignet med piezoelektriske transducere er, at EMAT'er skaber svagere lydfelter.