Qu'est-ce qu'un transducteur à ultrasons?
Un transducteur à ultrasons est un composant électrique qui convertit les ondes sonores ultrasoniques au-delà de la plage de l'audition humaine en signaux électriques de courant alternatif (AC) ou de courant direct (DC) qui sont ensuite transmis ou enregistrés. Habituellement, ces dispositifs sont construits sur des cristaux qui démontrent un effet piézoélectrique, qui mène un courant électrique en réponse à une contrainte mécanique ou à des vibrations. Les cristaux ont une sortie directement proportionnelle à la résistance de l'onde sonore ou de la contrainte, ce qui les rend des appareils de mesure utiles en tant que transducteur à ultrasons.
Les applications pour l'électronique ultrasonique basée sur des transducteurs incluaient une utilisation dans les télévisions de télévision précoce comme dispositifs de signal et, à partir de 2011, dans les anemomètres utilisés par les stations météorologiques pour surveiller le cours éolien et la vitesse. Ils sont utilisés dans des applications industrielles pour surveiller le niveau de liquide dans un réservoir et dans les automobiles modernes à partir de 2011 pour les capteurs de localisation d'écho pour indiquer des objets à proximité du chemin de la trajectoire deUn véhicule qui recule ou tire dans un garage. Étant donné qu'un transducteur à ultrasons peut également jouer le rôle d'un émetteur à ultrasons grâce à une puissance électrique d'entrée, ils offrent la capacité d'un type primitif de sonar dans de nombreux cas. Les ondes sonores peuvent être réfléchies sur une surface et la distance à cette surface mesurée par le temps et la fréquence de l'onde qui rebondit.
Les dispositifs électriques qui convertissent une forme d'énergie en un autre, comme les capteurs à ultrasons, ont souvent des applications répandues en électronique et en industrie. De nombreuses utilisations diverses pour le transducteur à ultrasons existent désormais, y compris dans les contrôles environnementaux des bâtiments, comme chez les humidificateurs où ils vaporisent la surface de l'eau et dans les alarmes de cambrioleurs pour détecter les objets se déplaçant dans un chemin autrement clair. L'échographie repose également sur le principe d'un transducteur à ultrasons en médecine, où des ondes sonores de 1à 30 mégahertz sont utilisés pour générer à distance l'imagerie pour l'état des muscles, les organes internes et les vaisseaux sanguins dans le corps humain, ainsi que l'état d'un fœtus pendant la grossesse.
Depuis l'ère des années 40, le transducteur à ultrasons a été incorporé dans l'équipement de test pour détecter les défauts dans une gamme d'applications liées au sonar. Ils peuvent être utilisés pour trouver des fissures fines, des vides ou des sections poreuses dans des fondations en béton et en construction, des soudures métalliques endommagées ou fracturées, et des défauts dans d'autres matériaux tels que le plastique, la céramique et les composites. Les appareils sont polyvalents car les ondes sonores qu'elles émettent seront affectées par n'importe quel milieu, que ce soit liquide, solide ou gaz. Avec un détecteur utilisé pour mesurer l'état du gaz, cependant, un gel intermédiaire est généralement placé entre le gaz et le transducteur à ultrasons, car les ondes sonores sont par ailleurs mal menées et enregistrées dans un milieu de gaz.
Le domaine de la détection des défauts pour la technologie ultrasonique est divisé en cinq différentsTypes de conceptions de transducteurs: contact, faisceau d'angle, ligne de retard, immersion et transducteurs à double élément. Les transducteurs de contact doivent avoir une proximité étroite de ce qu'ils mesurent, comme un crampon dans le commerce du bâtiment utilisé pour détecter les poutres en bois derrière les murs. Un transducteur d'immersion est étanche et placé dans un flux de fluide. Le faisceau d'angle et les formes de ligne de retard d'un transducteur à ultrasons sont utilisés pour mesurer les soudures et dans des conditions de températures élevées. Le transducteur à double élément est simultanément un émetteur et un récepteur pour une surveillance continue des surfaces rugueuses ou potentiellement imparfaites.