Ехо-імпульсні операції

Всі ультразвукові сенсорі подвійний - вони

можуть передавати і отримувати.

У багатьох додатках, використовуються два сенсори.

В інших вони перемикаються між надсилати та отримувати режимах.

Це найбільш поширений спосіб для роботи в

медичних цілях і випробувань матеріалів.

Ехо-імпульсні операції

Цей аналіз свідчить про існування розриву.

Амплітуди відображення є функцією від розміру розриву.

Точне місце розриву можна знайти від час, який необхідний для

розповсюдження хвилі із розриву.

Малюнок 7.32 показує приклад знаходження місць дефектів у

шматку металу.

Передня і задня поверхні видно, як правило, великого відображення в той час як дефект, як правило, менше.

Його місце розташування може бути легко виявлене.

Та ж ідея може бути використана для створення образу дитини в утробі матері і для зондування позиції в промисловості.

Пошук місць ушкоджень ультразвуком

Зондування швидкості рідини

Є три ефекти, які можуть бути використані.

1.Швидкості звуку в порівнянні з рідиною, в якій він проходить. (Наш голос несе за вітром швидше (при

швидкості вітру), що ще в повітрі). Ця різниця в швидкості може бути визначена в моменту в момент коли звук дістанеться з однієї точки в іншу..

2.Другий ефект заснований на різниці фаз, викликаних при зміні у швидкості.

3.Третій ефект Доплера - частота хвилі, що

розповсюджується за вітром вище, ніж частота в нерухомому повітрі.

Зондування швидкості рідини

Приклад зондування швидкості рідини з використанням методу 1. У цьому випадку відстань і кут нахилу датчиків

відомо і час передачі, скажімо, вниз за течією:

T = D

c + vfcos

c speed of sound vf fluid speed

Магнітострикційні сенсори

У повітрі або в рідині, п'єзоелектричні сенсори є

кращими.

У твердих тілах є альтернатива - Магнітострикція.

Ці датчики в сукупності називаються магнітострикційні

ультразвукові датчики.

Використовується при більш низьких частотах (100

кГц) для одержання більш високої інтенсивністю

хвилі.

Це додає котушці потрібну частоту.

Поле, створюване в матеріалі створює напруження, яке генерує ультразвукові хвиля.

EMA сенсори

Навіть прості методи для генерації змінного електромагнітного поля усередині матеріалу, в якому

звукові хвилі, будуть створені.

Тому що індукований електричний струм, є сили, що діє на ці струми через зовнішнє магнітне поле,

створюваного постійними магнітами.

Взаємодія породжує напруги і звукові хвилі.

Такі сенсори називають електромагнітними акустичними сенсорами (EMAT - електромагнітне акустичне перетворення).

Ці датчики як правило, працюють на низьких частотах (<100kHz) і мають низьку ефективність.

Структура EMA сенсорів

П'єзоелектричні актюатори

Один з перших актюаторів використовувався

в аналогових годинниках протягом десятиліть.

По суті п'єзоелектричний кристал (кварц)

використовується і зараз.

Коли імпульс пов'язаний через балку вона

схиляється (вниз) і рухається колесо одного зуба одночасно.

Для цього спрацювання потрібно хвилину

часу.

Їх основне значення – точність.

П'єзоелектричні актюатори

Інші актюатори були поділені на ті, які рухаються на

великі відстані і ті які мають велику силу.

Один з таких пристроїв показано на малюнку 7.38

Це 70x90mm і при 600В актюатор працює з рухом на

8mm.

Номінальне зусилля для цього пристрою становить близько 17 кг сили при номінальній напрузі.

Деякі п'єзоелектричні актюатори можуть працювати на менших напругах, велика напруга для більшості

актюаторів є серйозним недостатком.