Najtanjši pas na svetu
1. Ultrazvočni generator
Za preučevanje in uporabo ultrazvoka je bilo zasnovanih in izdelanih veliko ultrazvočnih generatorjev. Na splošno lahko ultrazvočne generatorje razdelimo v dve kategoriji: ena je za ustvarjanje ultrazvočnih valov z električnimi sredstvi, druga pa za ustvarjanje ultrazvočnih valov z mehanskimi sredstvi. Električne metode vključujejo piezoelektrične, magnetostrikcijske in električne vrste itd.; Mehanske metode vključujejo Galtovo piščal, tekočo piščal in rotacijsko piščal za pretok zraka. Frekvenca, moč in akustične lastnosti ultrazvočnih valov, ki jih ustvarjajo, so različne, zato je tudi njihova uporaba različna. Trenutno je najpogosteje uporabljen piezoelektrični ultrazvočni generator.
2. Princip piezoelektričnega ultrazvočnega generatorja
Piezoelektrični ultrazvočni generator dejansko deluje z uporabo resonance piezoelektričnih kristalov. Notranja zgradba ultrazvočnega generatorja je prikazana na sliki 1, sestavljena iz dveh piezoelektričnih čipov in resonančne plošče. Ko se impulzni signal uporabi za njegova dva pola s frekvenco, ki je enaka naravni frekvenci nihanja piezoelektričnega čipa, bo piezoelektrični čip resoniral in pognal resonančno ploščo k vibriranju, kar bo povzročilo ultrazvočne valove. Nasprotno, če med obema elektrodama ni napetosti, bo resonančna plošča, ko prejme ultrazvočne valove, stisnila piezoelektrični čip, da bo vibriral, pretvarjajo mehansko energijo v električne signale, nato pa postane ultrazvočni sprejemnik.
3. Osnovni princip ultrazvočnega daljinomera
Ultrazvočni oddajnik oddaja ultrazvočne valove v določeni smeri in hkrati začne meriti čas. Ultrazvočni valovi se širijo po zraku in se takoj vrnejo, ko naletijo na ovire. Ultrazvočni sprejemnik takoj preneha meriti čas, ko prejme odbite valove. Hitrost širjenja ultrazvoka v zraku je 340 m/s. Na podlagi časa t, ki ga zabeleži časovnik, je mogoče izračunati razdaljo (s) med točko emisije in oviro, ki je s=340t/2. To je tako imenovana metoda merjenja razdalje časovne razlike.
Načelo ultrazvočnega merjenja razdalje je uporaba znane hitrosti širjenja ultrazvočnih valov v zraku za merjenje časa, ki je potreben, da se zvočni valovi po oddaji odbijejo od ovir. Na podlagi časovne razlike med oddajanjem in sprejemom se izračuna dejanska razdalja od točke oddajanja do ovire. Vidimo lahko, da je princip ultrazvočnega določanja razdalje enak kot pri radarju.
