Visplānākais viduklis pasaulē
1. Ultraskaņas ģenerators
Lai pētītu un izmantotu ultraskaņu, ir izstrādāti un ražoti daudzi ultraskaņas ģeneratori. Kopumā ultraskaņas ģeneratorus var iedalīt divās kategorijās: viena ir ultraskaņas viļņu ģenerēšana ar elektriskiem līdzekļiem, bet otra ir ultraskaņas viļņu ģenerēšana ar mehāniskiem līdzekļiem. Elektriskās metodes ietver pjezoelektriskos, magnetostriktīvos un elektriskos veidus utt.; Mehāniskās metodes ietver Galta flautu, šķidruma svilpi un gaisa plūsmas rotējošo flautu. To radīto ultraskaņas viļņu frekvence, jauda un akustiskās īpašības ir atšķirīgas, tāpēc arī to lietojums ir atšķirīgs. Pašlaik visbiežāk izmantotais veids ir pjezoelektriskais ultraskaņas ģenerators.
2. Pjezoelektriskā ultraskaņas ģeneratora darbības princips
Pjezoelektriskais ultraskaņas ģenerators faktiski darbojas, izmantojot pjezoelektrisko kristālu rezonansi. Ultraskaņas ģeneratora iekšējā struktūra ir parādīta 1. attēlā, kas sastāv no divām pjezoelektriskajām mikroshēmām un rezonanses plāksnes. Kad uz tā diviem poliem tiek pievadīts impulsa signāls ar frekvenci, kas vienāda ar pjezoelektriskās mikroshēmas dabisko svārstību frekvenci, pjezoelektriskā mikroshēma rezonēs un liks rezonanses plāksnei vibrēt, radot ultraskaņas viļņus. Gluži pretēji, ja starp diviem elektrodiem netiek pielietots spriegums, kad rezonanses plāksne saņem ultraskaņas viļņus, tā saspiedīs pjezoelektrisko mikroshēmu, lai vibrētu, pārvēršot mehānisko enerģiju elektriskos signālos, un tad tā kļūst par ultraskaņas uztvērēju.
3. Ultraskaņas tālmēra pamatprincips
Ultraskaņas raidītājs izstaro ultraskaņas viļņus noteiktā virzienā un tajā pašā laikā sāk noteikt laiku. Ultraskaņas viļņi izplatās gaisā un nekavējoties atgriežas, kad tie saskaras ar šķēršļiem. Ultraskaņas uztvērējs nekavējoties pārtrauc laika skaitīšanu, kad tas saņem atstarotos viļņus. Ultraskaņas izplatīšanās ātrums gaisā ir 340 m/s. Pamatojoties uz taimera reģistrēto laiku t, var aprēķināt attālumu(s) starp emisijas punktu un šķērsli, kas ir s=340t/2. Šī ir tā sauktā laika starpības attāluma mērīšanas metode.
Ultraskaņas attāluma mērīšanas princips ir izmantot zināmo ultraskaņas viļņu izplatīšanās ātrumu gaisā, lai izmērītu laiku, kas nepieciešams, lai skaņas viļņi atstarotos no šķēršļiem pēc izstarošanas. Pamatojoties uz laika starpību starp emisiju un uztveršanu, tiek aprēķināts faktiskais attālums no emisijas punkta līdz šķērslim. Var redzēt, ka ultraskaņas diapazona noteikšanas princips ir tāds pats kā radaram.
