Co to jest przetwornik akustyczny?

Przetwornik akustyczny to urządzenie elektryczne, które pokrywa drgania fali dźwiękowej na energię mechaniczną lub elektryczną. Mają różne praktyczne zastosowania, w tym nagrywanie i odtwarzanie dźwięku. Specjalistyczny model, zwany ultradźwiękowym przetwornikiem akustycznym, może być używany do pomiaru odległości, a także masy obiektu.

Typowe typy przetworników akustycznych używanych do nagrywania dźwięku obejmują mikrofony, słuchawki i przetworniki gitarowe. Wytwarzają one energię elektryczną, gdy ruchome części wewnątrz przetwornika, takie jak płyty elektryczne lub wstążki, są narażone na wibracje dźwiękowe. Energia elektryczna wytworzona wewnątrz przetwornika jest najpierw przesyłana do wzmacniacza.

Wzmacniacz wysyła tę energię do miejsca docelowego, zwykle przez głośnik lub urządzenie nagrywające. Głośnik odtwarza dźwięk na poziomie słyszalnym przez ludzkie ucho. Urządzenie rejestrujące zachowuje informacje o sygnale elektrycznym. Podczas odtwarzania rekorder wyśle ​​zapisany sygnał do głośnika.

Ultradźwiękowy przetwornik akustyczny może być używany do pomiaru odległości lub masy obiektu. Najczęstszym typem jest piezoelektryczny przetwornik akustyczny. Należą do nich piezoelektryczny element ceramiczny, który wytwarza i rozprowadza ultradźwiękowe fale dźwiękowe.

Fale dźwiękowe docierają do obiektu z piezoelektrycznego przetwornika przez materiał zwany łącznikiem. Couplant to zazwyczaj woda. Fale dźwiękowe odbijają się od obiektu i wracają do przetwornika w formie echa. Czas potrzebny na powrót ech do przetwornika służy do obliczenia odległości od obiektu.

Podwodna nawigacja i określanie odległości (SONAR) jest powszechnym zastosowaniem ultradźwiękowego przetwornika akustycznego. SONAR wykorzystuje kierunkowe wiązki fal dźwiękowych. Umożliwia to operatorowi SONAR określenie kierunku i odległości od obiektu.

Systemy SONAR mogą być aktywne lub pasywne. Aktywny system wysyła fale dźwiękowe i nasłuchuje ech. System pasywny nasłuchuje odgłosów wydawanych przez statki, ryby i masy lądowe.

Elektromagnetyczny przetwornik akustyczny (EMAT) jest inną formą przetwornika ultradźwiękowego. Zamiast elementu ceramicznego elektromagnes jest głównym składnikiem EMAT. Jest to rodzaj bezdotykowego lub nieniszczącego przetwornika. W przeciwieństwie do przetworników piezoelektrycznych, EMAT nie potrzebują sprzęgacza do przenoszenia fal dźwiękowych. Zamiast tego generowane są dwa pola elektromagnetyczne w celu wzbudzenia fal ultradźwiękowych.

EMAT można z łatwością stosować niemal wszędzie, ponieważ nie jest potrzebny płyn. Na przykład, EMAT można wykorzystać do sprawdzenia wad w podziemnych rurach. Minusem EMAT w porównaniu z przetwornikami piezoelektrycznymi jest to, że EMAT wytwarzają słabsze pola akustyczne.