Tần suất được định nghĩa là số tín hiệu hoặc các sóng có thể xuất hiện trong một thời gian cố định. Đơn vị cho tần số là Hertz (Hz). Các tần số này được chia thành nhiều dải tùy thuộc vào các giá trị tần số. Đó là tần số rất thấp (VLF), tần số thấp (LF), tần số trung bình (MF), tần số cao (HF), tần số rất cao (VHF), tần số siêu cao (UHF), tần số siêu cao (SHF) và Tần số cực cao (EHF). Dải tần số có thể thay đổi tùy theo loại tần số. Dải tần của VLF nằm trong khoảng từ 3 đến 30 kHz. Dải tần của LF nằm trong khoảng từ 30 kHz đến 300 kHz. Dải tần của MF từ 300 đến 3000 kHz. Dải tần của HF nằm trong khoảng từ 3 MHz đến 30 MHz. Dải tần của UHF nằm trong khoảng từ 300 MHz đến 3000 MHz. Dải tần của SHF nằm trong khoảng từ 3 GHz đến 30 GHz. Dải tần của EHF nằm trong khoảng từ 30 GHz đến 300 GHz. Bài viết này thảo luận tổng quan về siêu âm đầu dò và hoạt động của nó.
Đầu dò siêu âm là gì?
Đầu dò siêu âm là một loại cảm biến liên quan đến âm thanh. Những Bộ biến đổi nguồn gửi tín hiệu điện đến đối tượng và một khi tín hiệu chạm vào đối tượng thì nó sẽ trở lại đầu dò. Trong quá trình này, bộ chuyển đổi này đo khoảng cách của đối tượng không phải bằng cường độ của âm thanh. Các đầu dò này sử dụng sóng siêu âm để đo một số thông số. Nó có một loạt các ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Dải tần của sóng siêu âm là trên 20 kHz. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng đo khoảng cách. Hình ảnh sau đây chỉ ra đầu dò siêu âm.
Đầu dò siêu âm
Các đầu dò này có thể được định nghĩa là một đầu dò được sử dụng để chuyển đổi một dạng năng lượng thành rung động siêu âm. Bằng những rung động siêu âm này, đầu dò này đo khoảng cách của vật thể. Chúng có sẵn trong hai loại như chủ động và thụ động
Nguyên lý làm việc của đầu dò siêu âm
Khi một tín hiệu điện được đưa vào bộ chuyển đổi này, nó sẽ rung xung quanh dải tần cụ thể và tạo ra sóng âm thanh. Các sóng âm thanh này truyền đi và bất cứ khi nào có chướng ngại vật đến, các sóng âm này sẽ phản xạ lại đầu dò thông báo về tiếng vọng. Và ở cuối đầu dò, tiếng vọng này sẽ chuyển thành tín hiệu điện. Tại đây, bộ chuyển đổi tính toán khoảng thời gian từ khi gửi sóng âm đến khi nhận được tín hiệu dội lại. Các thiết bị cảm biến sóng siêu âm gửi xung siêu âm ở tần số 40 kHz truyền trong không khí. Các đầu dò này tốt hơn cảm biến hồng ngoại vì các đầu dò / cảm biến siêu âm này không bị ảnh hưởng bởi khói, vật liệu đen, v.v. Cảm biến siêu âm thể hiện sự xuất sắc trong việc triệt tiêu nhiễu nền.
Đầu dò siêu âm
Đầu dò siêu âm chủ yếu được sử dụng để tìm khoảng cách bằng cách sử dụng sóng siêu âm. Khoảng cách có thể được đo bằng công thức sau.
D = ½ * T * C
Ở đây, D chỉ khoảng cách
T chỉ ra chênh lệch thời gian giữa việc gửi và nhận sóng siêu âm
C là tốc độ âm thanh.
Sơ đồ mạch
Đầu dò siêu âm có mạch phát và mạch thu, chúng được chế tạo với 555 bộ hẹn giờ hoặc Công nghệ CMOS . Máy phát và máy thu của bộ chuyển đổi này hoạt động trên cùng một tần số.
Máy phát của đầu dò này truyền sóng siêu âm về phía vật thể và khi sóng âm thanh đập vào vật thể thì tín hiệu âm thanh được chuyển thành tín hiệu siêu âm và tín hiệu điện. Sơ đồ sau chỉ ra sơ đồ mạch phát của đầu dò siêu âm.
siêu âm-đầu dò-phát
Mạch thu nhận các tín hiệu sau khi tác động của sóng siêu âm tới vật thể và sau đó chuyển chúng sang dạng điện. Sơ đồ sau chỉ ra sơ đồ mạch thu của đầu dò siêu âm.
siêu âm-đầu dò-thu
Các loại đầu dò siêu âm
Có nhiều loại đầu dò siêu âm khác nhau dựa trên các yếu tố như sự sắp xếp tinh thể áp điện, dấu chân và tần số. họ đang
Đầu dò siêu âm tuyến tính - Trong loại đầu dò này, sự sắp xếp tinh thể áp điện là tuyến tính.
Đầu dò siêu âm tiêu chuẩn - Loại này còn được gọi là đầu dò lồi. Trong loại này, tinh thể áp điện ở dạng cong. Đối với các bài kiểm tra chuyên sâu, những điều này là tốt hơn.
Đầu dò siêu âm theo giai đoạn - Các đầu dò mảng pha có một dấu chân nhỏ và tần số thấp. (tần số trung tâm của nó là 2 MHz - 7 MHz)
Để kiểm tra không phá hủy, các đầu dò siêu âm lại có nhiều loại khác nhau. Chúng tiếp xúc với đầu dò, đầu dò chùm góc, đầu dò dòng trễ, đầu dò ngâm và đầu dò phần tử kép.
Các ứng dụng
Các ứng dụng của đầu dò siêu âm là
Các đầu dò này có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, y tế, ... Những đầu dò này đang có nhiều ứng dụng hơn vì sóng siêu âm. Điều này giúp tìm kiếm mục tiêu, đo khoảng cách của các đối tượng đến mục tiêu, tìm vị trí của đối tượng, tính toán mức độ cũng như các đầu dò siêu âm rất hữu ích.
Trong lĩnh vực y tế, đầu dò siêu âm có ứng dụng trong xét nghiệm chẩn đoán, thiết bị phẫu thuật trong khi điều trị ung thư, kiểm tra nội tạng, kiểm tra tim, kiểm tra mắt và tử cung. Đầu dò siêu âm rất hữu ích.
Trong lĩnh vực công nghiệp, đầu dò siêu âm có ít ứng dụng quan trọng. Bằng các đầu dò này, chúng có thể đo khoảng cách của các đối tượng nhất định để tránh va chạm, trong quản lý dây chuyền sản xuất, kiểm soát mức chất lỏng, phát hiện đứt dây, phát hiện người để đếm, phát hiện phương tiện và nhiều hơn nữa.
Ưu điểm và nhược điểm
Bất kỳ hệ thống nào cũng có ưu điểm và một vài nhược điểm. Ở đây sẽ thảo luận về ưu điểm của đầu dò siêu âm.
- Các đầu dò siêu âm này có thể đo trên bất kỳ loại vật liệu nào. Họ có thể cảm nhận tất cả các loại vật liệu.
- Đầu dò siêu âm không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, nước, bụi hoặc bất kỳ thứ gì.
- Trong bất kỳ loại môi trường nào, đầu dò siêu âm sẽ hoạt động tốt.
- Nó cũng có thể đo ở khoảng cách cảm biến cao.
Các nhược điểm của những đầu dò này bao gồm những điều sau đây.
- Đầu dò siêu âm nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ. Sự thay đổi nhiệt độ này có thể làm thay đổi phản ứng siêu âm.
- Nó sẽ gặp vấn đề khi đọc phản xạ từ các vật thể nhỏ, vật thể mỏng và mềm.
Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan của một siêu âm đầu dò . Từ những thông tin trên, cuối cùng, chúng ta có thể kết luận rằng thiết bị này được sử dụng để đo khoảng cách đến một vật thể bằng cách sử dụng sóng âm thanh. Nó đo khoảng cách bằng cách phát ra một sóng âm ở một tần số cụ thể và lắng nghe sóng âm đó dội lại. Đây là một câu hỏi cho bạn, dải tần của bộ chuyển đổi này là gì?
