أنحف خصر في العالم
1. مولد بالموجات فوق الصوتية
من أجل دراسة واستخدام الموجات فوق الصوتية، تم تصميم وتصنيع العديد من مولدات الموجات فوق الصوتية. بشكل عام، يمكن تقسيم مولدات الموجات فوق الصوتية إلى فئتين: إحداهما توليد موجات فوق صوتية من خلال الوسائل الكهربائية، والأخرى توليد موجات فوق صوتية من خلال وسائل ميكانيكية. تشمل الطرق الكهربائية الأنواع الكهرضغطية والمغناطيسية والكهربائية وما إلى ذلك؛ تشمل الطرق الميكانيكية مزمار جالت، والصافرة السائلة، والفلوت الدوار لتدفق الهواء. يختلف التردد والطاقة والخصائص الصوتية للموجات فوق الصوتية التي تولدها، وبالتالي فإن استخداماتها مختلفة أيضًا. حاليًا، النوع الأكثر استخدامًا هو مولد الموجات فوق الصوتية الكهرضغطية.
2. مبدأ مولد الموجات فوق الصوتية الكهرضغطية
يعمل مولد الموجات فوق الصوتية الكهروإجهادية في الواقع من خلال الاستفادة من رنين البلورات الكهرضغطية. يظهر الشكل 1 الهيكل الداخلي لمولد الموجات فوق الصوتية، والذي يتكون من شريحتين كهرضغطية ولوحة رنين. عندما يتم تطبيق إشارة نبضية على قطبيها بتردد يساوي تردد التذبذب الطبيعي للرقاقة الكهرضغطية، فإن الرقاقة الكهرضغطية سوف يتردد صداها وتدفع لوحة الرنين إلى الاهتزاز، مما ينتج موجات فوق صوتية. على العكس من ذلك، إذا لم يتم تطبيق أي جهد بين القطبين، فعندما تتلقى لوحة الرنين موجات فوق صوتية، فإنها ستضغط على الرقاقة الكهرضغطية لتهتز، وتحول الطاقة الميكانيكية إلى إشارات كهربائية، وبعد ذلك تصبح جهاز استقبال بالموجات فوق الصوتية.
3. المبدأ الأساسي لجهاز تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية
يرسل جهاز الإرسال بالموجات فوق الصوتية موجات فوق صوتية في اتجاه معين ويبدأ التوقيت في نفس الوقت. تنتشر الموجات فوق الصوتية في الهواء وتعود فورًا عندما تواجه عوائق. يقوم جهاز الاستقبال بالموجات فوق الصوتية بإيقاف التوقيت فورًا عندما يستقبل الموجات المنعكسة. سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في الهواء هي 340 م / ث. بناءً على الوقت t المسجل بواسطة المؤقت، يمكن حساب المسافة (المسافة) بين نقطة الانبعاث والعائق، وهي s=340t/2. وهذا ما يسمى بطريقة قياس المسافة بفارق التوقيت.
مبدأ قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية هو استخدام سرعة الانتشار المعروفة للموجات فوق الصوتية في الهواء لقياس الوقت الذي تستغرقه الموجات الصوتية للانعكاس من العوائق بعد انبعاثها. بناءً على الفارق الزمني بين الإرسال والاستقبال، يتم حساب المسافة الفعلية من نقطة الإرسال إلى العائق. ويمكن ملاحظة أن مبدأ النطاق بالموجات فوق الصوتية هو نفس مبدأ الرادار.
