Qu'est-ce qu'un transducteur à ultrasons?
Un transducteur à ultrasons est un composant électrique qui convertit les ondes sonores situées au-delà de l'audition humaine en signaux électriques en courant alternatif (AC) ou en courant continu (CC), qui sont ensuite transmis ou enregistrés. Habituellement, de tels dispositifs sont construits sur des cristaux démontrant un effet piézoélectrique, qui conduisent le courant électrique en réponse à des contraintes mécaniques ou à des vibrations. Les cristaux ont une sortie directement proportionnelle à l'intensité de l'onde sonore ou de la contrainte d'entrée, ce qui en fait des appareils de mesure utiles en tant que transducteur à ultrasons.
Les applications de l'électronique à base de transducteurs ultrasonores incluaient l'utilisation dans les premières télécommandes de télévision en tant que dispositifs de signalisation et, à partir de 2011, dans les anémomètres utilisés par les stations météorologiques pour surveiller la direction et la vitesse du vent. Ils sont utilisés dans les applications industrielles pour surveiller le niveau de fluide dans un réservoir et dans les automobiles modernes, à partir de 2011, pour les capteurs de localisation d'écho qui indiquent des objets à proximité du passage d'un véhicule qui recule ou entre dans un garage. . Etant donné qu'un transducteur à ultrasons peut également jouer le rôle d'émetteur à ultrasons par le biais de l'alimentation électrique d'entrée, ils offrent dans de nombreux cas les capacités d'un sonar de type primitif. Les ondes sonores peuvent être réfléchies par une surface et la distance à cette surface est mesurée par le temps et la fréquence de la vague qui rebondit.
Les appareils électriques qui convertissent une forme d'énergie en une autre, comme les capteurs à ultrasons, ont souvent de nombreuses applications dans les domaines de l'électronique et de l'industrie. Le transducteur à ultrasons a maintenant de nombreuses utilisations diverses, notamment dans les contrôles environnementaux des bâtiments, tels que les humidificateurs où ils vaporisent la surface de l’eau, et dans les alarmes antivol pour détecter les objets se déplaçant sur un chemin autrement dégagé. L’échographie repose également sur le principe d’un transducteur à ultrasons utilisé en médecine, qui utilise des ondes sonores de 1 à 30 mégahertz pour générer à distance des images de l’état des muscles, des organes internes et des vaisseaux sanguins dans le corps humain, ainsi que de l’état de un foetus pendant la grossesse.
Depuis l'ère des années 1940, le transducteur à ultrasons a été intégré à des équipements de test afin de détecter les défauts dans une gamme d'applications liées aux sonars. Ils peuvent être utilisés pour rechercher des fissures fines, des vides ou des sections poreuses dans les fondations de béton et de bâtiment, les soudures de métal endommagées ou fracturées et les défauts d'autres matériaux tels que le plastique, la céramique et les composites. Les appareils sont polyvalents car les ondes sonores qu’ils émettent seront affectées par n’importe quel milieu, qu’il soit liquide, solide ou gazeux. Cependant, avec un détecteur utilisé pour mesurer l'état des gaz, un gel intermédiaire est généralement placé entre le gaz et le transducteur à ultrasons, les ondes sonores étant par ailleurs mal conduites et enregistrées dans un milieu gazeux.
Le domaine de la détection des défauts pour la technologie par ultrasons est divisé en cinq types différents de concepteurs de transducteurs: transducteurs à contact, à angle, à retard, en immersion et à double élément. Les transducteurs de contact doivent avoir un contact étroit à proximité de ce qu'ils mesurent, comme un détecteur de montants dans le secteur de la construction utilisé pour détecter les poutres en bois derrière les murs. Un transducteur à immersion est étanche et placé dans un flux de fluide. Les faisceaux angulaires et les lignes à 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 à la fois un émetteur et un récepteur pour la surveillance continue de surfaces rugueuses ou potentiellement défectueuses.