Cea mai subțire talie din lume
1. Generator de ultrasunete
Pentru a studia și utiliza ultrasunetele, au fost proiectate și fabricate multe generatoare de ultrasunete. În general, generatoarele de ultrasunete pot fi împărțite în două categorii: una este de a genera unde ultrasonice prin mijloace electrice, iar cealaltă este de a genera unde ultrasonice prin mijloace mecanice. Metodele electrice includ tipurile piezoelectrice, magnetostrictive și electrice etc.; Metodele mecanice includ fluierul Galt, fluierul lichid și fluierul rotativ cu flux de aer. Frecvența, puterea și caracteristicile acustice ale undelor de ultrasunete pe care le generează sunt diferite, astfel încât utilizările lor sunt și ele diferite. În prezent, cel mai des folosit tip este generatorul de ultrasunete piezoelectric.
2. Principiul generatorului de ultrasunete piezoelectric
Generatorul de ultrasunete piezoelectric funcționează de fapt utilizând rezonanța cristalelor piezoelectrice. Structura internă a generatorului cu ultrasunete este prezentată în Figura 1, care constă din două cipuri piezoelectrice și o placă rezonantă. Când un semnal de impuls este aplicat celor doi poli ai săi cu o frecvență egală cu frecvența naturală de oscilație a cipului piezoelectric, cipul piezoelectric va rezona și va conduce placa rezonantă să vibreze, producând unde ultrasonice. Dimpotrivă, dacă nu se aplică tensiune între cei doi electrozi, atunci când placa rezonantă primește unde ultrasonice, aceasta va comprima cipul piezoelectric pentru a vibra, transformând energia mecanică în semnale electrice, iar apoi devine un receptor ultrasonic.
3. Principiul de bază al telemetrului cu ultrasunete
Emițătorul ultrasonic emite unde ultrasonice într-o anumită direcție și începe cronometrarea în același timp. Undele ultrasonice se propagă în aer și revin imediat când întâlnesc obstacole. Receptorul cu ultrasunete oprește cronometrarea imediat când primește undele reflectate. Viteza de propagare a ultrasunetelor în aer este de 340 m/s. Pe baza timpului t înregistrat de cronometru, se poate calcula distanța (e) dintre punctul de emisie și obstacol, care este s=340t/2. Aceasta este așa-numita metodă de măsurare a distanței diferenței de timp.
Principiul măsurării distanței cu ultrasunete este de a utiliza viteza cunoscută de propagare a undelor ultrasonice în aer pentru a măsura timpul necesar pentru ca undele sonore să se reflecte înapoi de la obstacole după ce au fost emise. Pe baza diferenței de timp dintre emisie și recepție, se calculează distanța reală de la punctul de emisie la obstacol. Se poate observa că principiul distanței cu ultrasunete este același cu cel al radarului.
