Co to jest obwód ultradźwiękowy?
Dźwięki słychać wszędzie w naturze, z wyjątkiem próżni kosmicznej. Ludzie i zwierzęta często polegają na dźwięku podczas komunikacji, nawigacji i informacji o lokalizacji. Gdy ludzie muszą interpretować dźwięki powyżej zakresu słyszenia, obwód ultradźwiękowy może wytwarzać, wysyłać i odbierać sygnały o wysokiej częstotliwości.
Ultradźwięki to fale dźwiękowe o częstotliwościach wyższych niż normalnie ludzkie ucho może wykryć. Typowe częstotliwości ultradźwiękowe są większe niż 20 000 herców (20 kHz) lub cykli na sekundę. Dźwięki o wysokiej częstotliwości mają szeroki zakres zastosowań, w tym pomiar odległości, zastosowania medyczne i urządzenia zabezpieczające.
Do pomiaru odległości można wykorzystać fale dźwiękowe. Obwód ultradźwiękowy może wytworzyć krótkotrwały impuls dźwiękowy o wysokiej częstotliwości, który będzie podróżował w powietrzu lub wodzie, mierząc czas powrotu impulsu do urządzenia. Następnie oprogramowanie oblicza odległość do obiektu. Prędkość dźwięku jest różna w zależności od obecności powietrza lub wody, więc oprogramowanie może korygować rodzaj wody, temperaturę i gęstość.
Sonar, czyli nawigacja dźwiękowa i określanie odległości, jest używany na statkach i łodziach podwodnych do nawigacji i wykrywania. Jest to obwód ultradźwiękowy wykorzystujący przetworniki do wysyłania i odbierania impulsów dźwiękowych do wykrywania innych statków lub obiektów podwodnych. Krótkie impulsy są używane zamiast częstotliwości ciągłej, aby zapewnić więcej energii dźwięku dla dokładności.
Innym zastosowaniem ultradźwięków sonaru jest inspekcja podwodnych struktur, geologii oraz poszukiwania i ratownictwo. Przenośne urządzenia sonarowe mogą być mocowane lub holowane za okrętami nawodnymi. Urządzenia te wysyłają impulsy ultradźwiękowe w pożądanych kierunkach i tworzą obrazy podwodnych struktur na podstawie odbitych dźwięków. Urządzenia do wykrywania ryb stosowane na prywatnych i komercyjnych statkach rybackich wykorzystują podobny system do wykrywania ławic ryb pod łodzią.
Obwód ultradźwiękowy może być wykorzystywany jako urządzenie do obrazowania medycznego i jest zwykle określany jako urządzenie ultradźwiękowe. Obwód wytwarza skupioną częstotliwość ultradźwiękową w ręcznej sondzie, którą można umieścić na ciele pacjenta. Oprogramowanie przetwarza odbite dźwięki i tworzy obraz narządów wewnętrznych na monitorze. Uzyskane obrazy można wykorzystać do diagnostyki medycznej, obserwacji serca i naczyń krwionośnych oraz prenatalnej obserwacji płodu lub nienarodzonego dziecka wewnątrz matki.
Częstotliwości ultradźwiękowe mogą przemieszczać się przez materiały stałe i mogą być stosowane jako narzędzie diagnostyczne. Przenośne urządzenie podobne do urządzenia ultradźwiękowego może być używane na mostach, zbiornikach ciśnieniowych lub innym sprzęcie w celu wykrycia wewnętrznych wad lub pęknięć przed awarią. Technologia ta służy do nieniszczących badań części konstrukcyjnych statków powietrznych podczas rutynowych kontroli. Może znaleźć bardzo małe pęknięcia i zmęczone obszary z powtarzających się startów, lądowań i naprężeń podczas lotu.
Dźwięk może być wykorzystywany do dostarczania sygnałów wykorzystywanych w systemach bezpieczeństwa. Zasada jest taka sama jak sonar lub ultradźwięki, z częstotliwością wysyłaną i odbieraną przez obwód ultradźwiękowy. W takim przypadku każdy odebrany sygnał wskazujący ruch może wyzwolić obwód alarmowy. Systemy te można stosować tam, gdzie systemy bezpieczeństwa na podczerwień lub czujniki ciepła nie działają poprawnie z powodu temperatury lub innych warunków.