Che cos'è un circuito ad ultrasuoni?

I suoni sono ascoltati ovunque in natura, tranne nel vuoto dello spazio. Gli esseri umani e gli animali spesso fanno affidamento sul suono per le informazioni di comunicazione, navigazione e posizione. Quando gli esseri umani devono interpretare i suoni al di sopra della portata dell'udito, un circuito ad ultrasuoni può creare, inviare e ricevere segnali ad alta frequenza.

Gli ultrasuoni sono onde sonore con frequenze più alte di quelle normalmente rilevabili dall'orecchio umano. Le frequenze ultrasoniche tipiche sono superiori a 20.000 Hertz (20 kHz), o cicli, al secondo. I suoni ad alta frequenza hanno una vasta gamma di usi, tra cui misurazione della distanza, usi medici e dispositivi di sicurezza.

Le onde sonore possono essere utilizzate per misurare le distanze. Un circuito ad ultrasuoni può creare un impulso sonoro ad alta frequenza di breve durata che viaggerà attraverso l'aria o l'acqua, misurando il tempo di ritorno dell'impulso al dispositivo. Il software quindi calcola la distanza dall'oggetto. La velocità del suono varia a seconda della presenza di aria o acqua, quindi il software potrebbe correggere il tipo di acqua, la temperatura e la densità.

Il sonar, o navigazione sonora e spaziale, viene utilizzato nelle navi e nei sottomarini per la navigazione e il rilevamento. Questo è un circuito ad ultrasuoni che utilizza trasduttori per inviare e ricevere gli impulsi sonori per il rilevamento di altre navi o caratteristiche subacquee. Vengono utilizzati impulsi brevi anziché una frequenza continua per fornire più energia sonora per la precisione.

Un altro uso degli ultrasuoni sonar è per l'ispezione di strutture sottomarine, geologia e ricerca e salvataggio. I dispositivi sonar portatili possono essere collegati o rimorchiati dietro navi di superficie. Questi dispositivi inviano impulsi ultrasonici nelle direzioni desiderate e creano immagini di strutture sottomarine basate sui suoni riflessi. I dispositivi di rilevamento del pesce utilizzati su pescherecci privati ​​e commerciali utilizzano un sistema simile per rilevare banchi di pesci sotto una barca.

Un circuito ad ultrasuoni può essere utilizzato come dispositivo di imaging medico ed è in genere indicato come una macchina ad ultrasuoni. Il circuito produce una frequenza ultrasonica focalizzata in una sonda manuale che può essere posizionata sul corpo di un paziente. Il software elabora i suoni riflessi e crea un'immagine degli organi interni su un monitor. Le immagini risultanti possono essere utilizzate per la diagnostica medica, l'osservazione del cuore e dei vasi sanguigni e l'osservazione prenatale di un feto, o bambino non ancora nato, all'interno della madre.

Le frequenze ultrasoniche possono viaggiare attraverso materiali solidi e possono essere utilizzate come strumento diagnostico. Un dispositivo portatile simile a una macchina ad ultrasuoni può essere utilizzato su ponti, recipienti a pressione o altre apparecchiature per cercare difetti interni o crepe prima del guasto. Questa tecnologia viene utilizzata per i test non distruttivi delle parti strutturali degli aeromobili durante le ispezioni di routine. Può trovare piccole fessure e aree affaticate da ripetuti decolli, atterraggi e stress in volo.

Il suono può essere utilizzato per fornire segnali utilizzati per i sistemi di sicurezza. Il principio è lo stesso del sonar o degli ultrasuoni, con una frequenza inviata e ricevuta da un circuito ultrasonico. In questo caso, qualsiasi segnale ricevuto che indica il movimento può innescare un circuito di allarme. Questi sistemi possono essere utilizzati laddove i sistemi di sicurezza a infrarossi o di rilevamento del calore non funzionano correttamente a causa della temperatura o di altre condizioni.