O que é um transdutor ultrassônico?
Um transdutor ultrassônico é um componente elétrico que converte ondas sonoras ultrassônicas além do alcance da audição humana em sinais elétricos de corrente alternada (CA) ou corrente contínua (CC) que são então transmitidos ou gravados. Normalmente, esses dispositivos são construídos sobre cristais que demonstram um efeito piezoelétrico, que conduzem corrente elétrica em resposta a tensões mecânicas ou vibrações. Os cristais têm saída diretamente proporcional à força da onda sonora ou do estresse de entrada, e isso os torna dispositivos de medição úteis como um transdutor ultrassônico.
Os pedidos de eletrônicos baseados em transdutores ultrassônicos incluíam o uso nos primeiros controles remotos da televisão como dispositivos de sinal e, a partir de 2011, em anemômetros usados pelas estações meteorológicas para monitorar o curso e a velocidade do vento. Eles são usados em aplicações industriais para monitorar o nível de fluido em um tanque e em automóveis modernos a partir de 2011 para sensores de localização de eco para indicar objetos próximos ao caminho de um veículo que está fazendo o backup ou entrando em uma garagem . Como um transdutor ultrassônico também pode desempenhar o papel de um transmissor ultrassônico através da energia elétrica de entrada, eles oferecem a capacidade de um tipo de sonar primitivo em muitos casos. As ondas sonoras podem ser refletidas de uma superfície e a distância a essa superfície medida pelo tempo e pela frequência da onda que retorna.
Dispositivos elétricos que convertem uma forma de energia em outra, como sensores ultrassônicos, geralmente têm aplicações difundidas na eletrônica e na indústria. Atualmente, existem muitos usos diversos para o transdutor ultrassônico, inclusive em controles ambientais de edifícios, como em umidificadores onde eles vaporizam a superfície da água e em alarmes contra ladrões para detectar objetos que se movem dentro de um caminho claro. A ultrassonografia também se baseia no princípio de um transdutor ultrassônico na medicina, onde ondas sonoras de 1 a 30 megahertz são empregadas para gerar remotamente imagens do estado dos músculos, órgãos internos e vasos sanguíneos no corpo humano, bem como do estado de um feto durante a gravidez.
Desde a década de 1940, o transdutor ultrassônico foi incorporado ao equipamento de teste para detectar falhas em diversas aplicações relacionadas ao sonar. Eles podem ser usados para encontrar rachaduras finas, vazios ou seções porosas em fundações de concreto e construção, soldas de metal danificadas ou fraturadas e falhas em outros materiais, como plástico, cerâmica e compósitos. Os dispositivos são versáteis porque as ondas sonoras que emitem serão afetadas por qualquer meio, seja líquido, sólido ou gás. No entanto, com um detector usado para medir o status do gás, geralmente é colocado um gel intermediário entre o gás e o transdutor ultrassônico, pois as ondas sonoras são mal conduzidas e gravadas em um meio gasoso.
O campo de detecção de falhas para a tecnologia ultrassônica é dividido em cinco tipos diferentes de projetos de transdutores: contato, feixe angular, linha de atraso, imersão e transdutores de elemento duplo. Os transdutores de contato precisam ter uma proximidade próxima do que estão medindo, como um localizador de pernos no setor de construção usado para detectar vigas de madeira atrás das paredes. Um transdutor de imersão é à prova d'água e colocado em um fluxo de fluido. As formas de feixe angular e linha de atraso de um transdutor ultrassônico são usadas para medir soldas e em condições de altas temperaturas. O transdutor de elemento duplo é simultaneamente um transmissor e receptor para monitoramento contínuo de superfícies ásperas ou potencialmente defeituosas.