Самая тонкая талия в мире
1. Ультразвуковой генератор
Для изучения и использования ультразвука было разработано и изготовлено множество ультразвуковых генераторов. В целом, ультразвуковые генераторы можно разделить на две категории: одна предназначена для генерации ультразвуковых волн электрическими средствами, а другая — для генерации ультразвуковых волн механическими средствами. К электрическим методам относятся пьезоэлектрические, магнитострикционные, электрические и др.; Механические методы включают флейту Гальта, жидкостный свисток и вращающуюся канавку с воздушным потоком. Частота, мощность и акустические характеристики генерируемых ими ультразвуковых волн различны, поэтому их применение также различно. В настоящее время наиболее часто используемым типом является пьезоэлектрический ультразвуковой генератор.
2. Принцип действия пьезоэлектрического ультразвукового генератора.
Пьезоэлектрический ультразвуковой генератор фактически работает, используя резонанс пьезоэлектрических кристаллов. Внутренняя структура ультразвукового генератора показана на рисунке 1 и состоит из двух пьезоэлектрических чипов и резонансной пластины. Когда на два его полюса подается импульсный сигнал с частотой, равной собственной частоте колебаний пьезоэлектрического чипа, пьезоэлектрический чип начинает резонировать и приводит вибрацию резонансной пластины, создавая ультразвуковые волны. Напротив, если между двумя электродами не приложено напряжение, когда резонансная пластина принимает ультразвуковые волны, она сжимает пьезоэлектрический чип, вызывая вибрацию, преобразуя механическую энергию в электрические сигналы, а затем становится ультразвуковым приемником.
3. Основной принцип работы ультразвукового дальномера.
Ультразвуковой передатчик излучает ультразвуковые волны в определенном направлении и одновременно начинает отсчет времени. Ультразвуковые волны распространяются в воздухе и сразу же возвращаются, когда сталкиваются с препятствиями. Ультразвуковой приемник немедленно прекращает отсчет времени, когда принимает отраженные волны. Скорость распространения ультразвука в воздухе составляет 340 м/с. На основе времени t, записанного таймером, можно рассчитать расстояние (с) между точкой выброса и препятствием, которое составляет s=340t/2. Это так называемый метод измерения расстояния по разнице во времени.
Принцип ультразвукового измерения расстояния заключается в использовании известной скорости распространения ультразвуковых волн в воздухе для измерения времени, которое требуется звуковым волнам для отражения обратно от препятствий после их излучения. На основе разницы во времени между излучением и приемом рассчитывается фактическое расстояние от точки излучения до препятствия. Видно, что принцип ультразвуковой дальнометрии такой же, как и у радара.
