頻度は、 信号 または一定の時間内に現れることができる波。周波数の単位はヘルツ（Hz）です。これらの周波数は、周波数値に応じていくつかの範囲に分けられます。それらは、超短波（VLF）、低周波数（LF）、中周波数（MF）、高周波数（HF）、超短波（VHF）、極超短波（UHF）、超高周波数（SHF）、および極超短波（EHF）。周波数範囲は、周波数のタイプに基づいて変化する可能性があります。 VLFの周波数範囲は3〜30kHzです。 LFの周波数範囲は30kHz〜300kHzです。 MFの周波数範囲は300〜3000kHzです。 HFの周波数範囲は3MHzから30MHzの範囲です。 UHFの周波数範囲は300MHzから3000MHzの範囲です。 SHFの周波数範囲は3GHz〜30GHzです。 EHFの周波数範囲は30GHz〜300GHzです。この記事では、 超音波 トランスデューサーとその動作。
超音波トランスデューサーとは何ですか？
超音波トランスデューサーは、音に関連するセンサーの一種です。これら トランスデューサー 電気信号をオブジェクトに送信し、信号がオブジェクトに当たると、トランスデューサに戻ります。このプロセスでは、このトランスデューサーは音の強さではなく、物体の距離を測定します。これらのトランスデューサは、いくつかのパラメータの測定に超音波を使用します。さまざまな分野で幅広い用途があります。超音波の周波数範囲は20kHz以上です。これらは主に距離の測定アプリケーションで使用されます。次の画像は超音波トランスデューサーを示しています。
超音波トランスデューサー
これらのトランスデューサーは、1つのタイプのエネルギーを超音波振動に変換するために使用されるトランスデューサーとして定義できます。これらの超音波振動により、このトランスデューサーは物体の距離を測定します。これらはアクティブとパッシブのような2つのタイプで利用可能です
超音波トランスデューサーの動作原理
このトランスデューサーに電気信号が印加されると、特定の周波数範囲で振動し、音波を生成します。これらの音波は伝わり、障害物が来ると、これらの音波はトランスデューサーにエコーを知らせます。そして、トランスデューサーの終わりで、このエコーは電気信号に変換されます。ここで、トランスデューサは、音波の送信からエコー信号の受信までの時間間隔を計算します。ザ・ 超音波センサー 空気中を移動する40kHzの超音波パルスを送信します。これらの超音波トランスデューサー/センサーは煙や黒い物質などの影響を受けないため、これらのトランスデューサーは赤外線センサーよりも優れています。超音波センサーは、バックグラウンド干渉の抑制に優れています。
超音波トランスデューサー
超音波トランスデューサーは、主に超音波を使用して距離を見つけるために使用されます。距離は次式で測定できます。
D =½* T * C
ここで、Dは距離を示します
Tは超音波の送信と受信の時間差を示します
Cは音速を示します。
回路図
超音波トランスデューサーには送信機と受信機の回路があり、555タイマーまたは CMOSテクノロジー 。このトランスデューサーの送信機と受信機は同じ周波数で動作します。
このトランスデューサーの送信機は、超音波を物体に向けて送信し、音波が物体に当たると、音声信号が超音波信号と電気信号に変換されます。次の図は、超音波トランスデューサの送信回路図を示しています。
超音波トランスデューサー-トランスミッター
受信回路は、超音波が物体に当たった後に信号を受信し、電気的な形に変換します。次の図は、超音波トランスデューサの受信回路図を示しています。
超音波トランスデューサーレシーバー
超音波トランスデューサータイプ
圧電結晶の配置、フットプリント、周波数などの要因に基づいて、さまざまなタイプの超音波トランスデューサーを利用できます。彼らです
線形超音波トランスデューサー– このタイプのトランスデューサーでは、圧電結晶の配置は線形です。
標準的な超音波トランスデューサー– このタイプは、凸型トランスデューサーとも呼ばれます。このタイプでは、圧電結晶は曲線状になっています。詳細な検査には、これらが望ましいです。
フェーズドアレイ超音波トランスデューサー– フェーズドアレイトランスデューサは、設置面積が小さく、周波数が低くなっています。 （その中心周波数は2 MHz – 7 MHzです）
非破壊検査の場合、超音波トランスデューサーにはさまざまなタイプがあります。それらは、トランスデューサー、アングルビームトランスデューサー、遅延線トランスデューサー、液浸トランスデューサー、およびデュアルエレメントトランスデューサーに接触します。
アプリケーション
超音波トランスデューサの用途は次のとおりです。
これらのトランスデューサーは、産業、医療などのさまざまな分野で多くの用途があります。これらは、超音波のためにより多くの用途があります。これは、ターゲットの検索、ターゲットまでのオブジェクトの距離の測定、オブジェクトの位置の検索、レベルの計算に役立ち、超音波トランスデューサーも役立ちます。
医療分野では、超音波トランスデューサーは診断テスト、癌治療中の外科用デバイス、内臓テスト、心臓検査、目と子宮の検査に応用されています。超音波トランスデューサーは有用です。
産業分野では、超音波トランスデューサーにはいくつかの重要な用途があります。これらのトランスデューサーにより、生産ライン管理、液面制御、断線検出、カウントのための人の検出、車両の検出など、衝突を回避するために特定の物体の距離を測定できます。
長所と短所
どのシステムにも長所といくつかの短所があります。ここでは、 超音波トランスデューサーの利点。
- これらの超音波トランスデューサーは、あらゆるタイプの材料で測定できます。彼らはあらゆる種類の物質を感知することができます。
- 超音波トランスデューサーは、温度、水、ほこりなどの影響を受けません。
- どんなタイプの環境でも、超音波トランスデューサーはうまく機能します。
- 高い検出距離でも測定できます。
ザ・ これらのトランスデューサーの欠点 以下のものが含まれます。
- 超音波トランスデューサーは温度変化に敏感です。この温度変化により、超音波反応が変化する場合があります。
- 小さなオブジェクト、薄くて柔らかいオブジェクトからの反射を読み取るときに問題が発生します。
したがって、これはすべて超音波の概要についてです トランスデューサー 。以上のことから、ついに本装置は音波を利用して物体までの距離を測定していると結論付けることができます。特定の周波数で音波を送信し、その音波が跳ね返るのを聞くことによって距離を測定します。ここにあなたへの質問があります、このトランスデューサーの周波数範囲は何ですか？
