باریک ترین کمر دنیا
1. ژنراتور اولتراسونیک
به منظور مطالعه و استفاده از سونوگرافی، ژنراتورهای سونوگرافی زیادی طراحی و ساخته شده است. به طور کلی ژنراتورهای اولتراسونیک را می توان به دو دسته تقسیم کرد: یکی تولید امواج اولتراسونیک از طریق وسایل الکتریکی و دیگری تولید امواج اولتراسونیک از طریق ابزارهای مکانیکی. روش های الکتریکی شامل انواع پیزوالکتریک، مغناطیسی، و الکتریکی و غیره است. روش های مکانیکی شامل فلوت گالت، سوت مایع و فلوت چرخشی جریان هوا است. فرکانس، قدرت و ویژگی های صوتی امواج اولتراسوند که تولید می کنند متفاوت است، بنابراین کاربرد آنها نیز متفاوت است. در حال حاضر، متداول ترین نوع مورد استفاده، ژنراتور اولتراسونیک پیزوالکتریک است.
2. اصل ژنراتور اولتراسونیک پیزوالکتریک
ژنراتور اولتراسونیک پیزوالکتریک در واقع با استفاده از رزونانس کریستال های پیزوالکتریک کار می کند. ساختار داخلی ژنراتور اولتراسونیک در شکل 1 نشان داده شده است که از دو تراشه پیزوالکتریک و یک صفحه رزونانس تشکیل شده است. هنگامی که یک سیگنال پالسی به دو قطب آن با فرکانس برابر با فرکانس نوسان طبیعی تراشه پیزوالکتریک اعمال می شود، تراشه پیزوالکتریک تشدید می کند و صفحه تشدید را به سمت ارتعاش سوق می دهد و امواج اولتراسونیک تولید می کند. برعکس، اگر ولتاژی بین دو الکترود اعمال نشود، هنگامی که صفحه تشدید امواج مافوق صوت را دریافت میکند، تراشه پیزوالکتریک را فشرده میکند تا ارتعاش کند، انرژی مکانیکی را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکند و سپس به گیرنده اولتراسونیک تبدیل میشود.
3. اصل اساسی فاصله یاب اولتراسونیک
فرستنده اولتراسونیک امواج مافوق صوت را در جهت خاصی ساطع می کند و همزمان شروع به زمان بندی می کند. امواج اولتراسونیک در هوا منتشر می شوند و با برخورد با موانع بلافاصله برمی گردند. گیرنده اولتراسونیک با دریافت امواج منعکس شده بلافاصله زمان بندی را متوقف می کند. سرعت انتشار اولتراسوند در هوا 340 متر بر ثانیه است. بر اساس زمان t ثبت شده توسط تایمر، فاصله (s) بین نقطه انتشار و مانع را می توان محاسبه کرد که s=340t/2 است. این به اصطلاح روش اندازه گیری فاصله زمانی است.
اصل اندازهگیری فاصله اولتراسونیک استفاده از سرعت انتشار شناخته شده امواج اولتراسونیک در هوا برای اندازهگیری زمان بازتاب امواج صوتی از موانع پس از انتشار است. بر اساس اختلاف زمانی بین انتشار و دریافت، فاصله واقعی از نقطه انتشار تا مانع محاسبه می شود. مشاهده می شود که اصل برد اولتراسونیک مانند رادار است.
