Wat is een akoestische transducer?
Een akoestische transducer is een elektrisch apparaat dat geluidsgolftrillingen omzet in mechanische of elektrische energie. Ze hebben verschillende praktische toepassingen, waaronder geluidsopname en geluidsweergave. Een gespecialiseerd model, een ultrasone akoestische transducer genoemd, kan worden gebruikt om de afstand tot en de massa van een object te meten.
Veel voorkomende soorten akoestische transducers die worden gebruikt bij geluidsopname zijn microfoons, oortelefoons en gitaarpickups. Deze creëren elektrische energie wanneer bewegende delen in de transducer, zoals elektrische platen of linten, worden blootgesteld aan geluidstrillingen. De elektrische energie die in de transducer wordt geproduceerd, wordt eerst naar een versterker gestuurd.
De versterker stuurt deze energie vervolgens naar zijn eindbestemming, meestal een luidspreker of opnameapparaat. De luidspreker reproduceert het geluid op een niveau dat het menselijk oor kan horen. Een opnameapparaat bewaart de elektrische signaalinformatie. De recorder stuurt het opgeslagen signaal tijdens het afspelen naar een luidspreker.
Een ultrasone akoestische transducer kan worden gebruikt om de afstand of de massa van een object te meten. Het meest voorkomende type is de piëzo-elektrische akoestische transducer. Deze omvatten een piëzo-elektrisch keramisch element dat ultrasone geluidsgolven creëert en verspreidt.
Geluidsgolven reizen van een piëzo-elektrische transducer naar een object door materiaal dat een couplant wordt genoemd. De couplant is meestal water. Geluidsgolven stuiteren van het object en keren terug naar de transducer in de vorm van een echo. De tijd die deze echo's nodig hebben om terug te keren naar de transducer, wordt gebruikt om de afstand tot het object te berekenen.
Navigatie en bereik onder water (SONAR) is een veelgebruikt gebruik van een ultrasone akoestische transducer. SONAR gebruikt directionele stralen van geluidsgolven. Hiermee kan de SONAR-operator de richting en afstand tot een object bepalen.
SONAR-systemen kunnen actief of passief zijn. Een actief systeem zendt geluidsgolven uit en luistert naar echo's. Een passief systeem luistert naar geluiden van schepen, vissen en landmassa's.
Een elektromagnetische akoestische transducer (EMAT) is een andere vorm van ultrasone transducer. In plaats van een keramisch element is een elektromagneet het hoofdbestanddeel van een EMAT. Dit is een type contactloze of niet-destructieve transducer. In tegenstelling tot piëzo-elektrische transducers hebben EMAT's geen couplant nodig om geluidsgolven te dragen. In plaats daarvan worden twee elektromagnetische velden gegenereerd om ultrasone golven uit te zenden.
EMAT's kunnen gemakkelijk bijna overal worden gebruikt, omdat er geen vloeistof nodig is. EMAT's kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om te controleren op gebreken in ondergrondse leidingen. Een nadeel van EMAT's, vergeleken met piëzo-elektrische transducers, is dat EMAT's zwakkere geluidsvelden creëren.