Najtanji struk na svijetu
1. Ultrazvučni generator
Kako bi se proučavao i koristio ultrazvuk, dizajnirani su i proizvedeni mnogi ultrazvučni generatori. Sve u svemu, ultrazvučni generatori se mogu podijeliti u dvije kategorije: jedna je za generiranje ultrazvučnih valova električnim putem, a druga za generiranje ultrazvučnih valova mehaničkim sredstvima. Električne metode uključuju piezoelektrične, magnetostriktivne i električne vrste itd.; Mehaničke metode uključuju Galt flautu, tečnu zviždaljku i rotirajuću flautu sa protokom zraka. Frekvencija, snaga i akustičke karakteristike ultrazvučnih talasa koje generišu su različite, pa je i njihova upotreba različita. Trenutno, najčešće korišteni tip je piezoelektrični ultrazvučni generator.
2. Princip piezoelektričnog ultrazvučnog generatora
Piezoelektrični ultrazvučni generator zapravo radi koristeći rezonanciju piezoelektričnih kristala. Unutrašnja struktura ultrazvučnog generatora prikazana je na slici 1, koja se sastoji od dva piezoelektrična čipa i rezonantne ploče. Kada se impulsni signal primijeni na njegova dva pola s frekvencijom jednakom prirodnoj frekvenciji oscilacija piezoelektričnog čipa, piezoelektrični čip će rezonirati i pokrenuti rezonantnu ploču da vibrira, proizvodeći ultrazvučne valove. Naprotiv, ako se između dvije elektrode ne primjenjuje napon, kada rezonantna ploča primi ultrazvučne valove, ona će komprimirati piezoelektrični čip da vibrira, pretvarajući mehaničku energiju u električne signale, a zatim postaje ultrazvučni prijemnik.
3. Osnovni princip ultrazvučnog daljinomjera
Ultrazvučni predajnik emituje ultrazvučne talase u određenom pravcu i istovremeno počinje da meri vreme. Ultrazvučni talasi se šire u vazduhu i odmah se vraćaju kada naiđu na prepreke. Ultrazvučni prijemnik odmah zaustavlja mjerenje vremena kada primi reflektirane valove. Brzina širenja ultrazvuka u vazduhu je 340m/s. Na osnovu vremena t koje je zabilježio tajmer, može se izračunati udaljenost (s) između tačke emisije i prepreke, koja je s=340t/2. Ovo je takozvani metod mjerenja vremenske razlike udaljenosti.
Princip ultrazvučnog mjerenja udaljenosti je korištenje poznate brzine širenja ultrazvučnih valova u zraku za mjerenje vremena potrebnog zvučnim talasima da se reflektuju od prepreka nakon što su emitovani. Na osnovu vremenske razlike između emisije i prijema, izračunava se stvarna udaljenost od tačke emisije do prepreke. Može se vidjeti da je princip ultrazvučnog dometa isti kao kod radara.
