La cintura més fina del món
1. Generador d'ultrasons
Per estudiar i utilitzar els ultrasons, s'han dissenyat i fabricat molts generadors d'ultrasons. En general, els generadors d'ultrasons es poden dividir en dues categories: una és per generar ones ultrasòniques mitjançant mitjans elèctrics i l'altra és generar ones ultrasòniques mitjançant mitjans mecànics. Els mètodes elèctrics inclouen tipus piezoelèctrics, magnetostrictius i elèctrics, etc.; Els mètodes mecànics inclouen la flauta Galt, el xiulet líquid i la flauta rotativa de flux d'aire. La freqüència, la potència i les característiques acústiques de les ones d'ultrasons que generen són diferents, per la qual cosa els seus usos també són diferents. Actualment, el tipus més utilitzat és el generador d'ultrasons piezoelèctric.
2. Principi del generador ultrasònic piezoelèctric
El generador d'ultrasons piezoelèctrics funciona realment utilitzant la ressonància dels cristalls piezoelèctrics. L'estructura interna del generador d'ultrasons es mostra a la figura 1, que consta de dos xips piezoelèctrics i una placa ressonant. Quan s'aplica un senyal de pols als seus dos pols amb una freqüència igual a la freqüència d'oscil·lació natural del xip piezoelèctric, el xip piezoelèctric ressonarà i farà vibrar la placa ressonant, produint ones ultrasòniques. Al contrari, si no s'aplica cap tensió entre els dos elèctrodes, quan la placa ressonant rep ones ultrasòniques, comprimirà el xip piezoelèctric per vibrar, convertint l'energia mecànica en senyals elèctrics, i després es converteix en un receptor d'ultrasons.
3. El principi bàsic del telèmetre ultrasònic
El transmissor d'ultrasons emet ones ultrasòniques en una direcció determinada i comença a cronometrar al mateix temps. Les ones ultrasòniques es propaguen a l'aire i tornen immediatament quan troben obstacles. El receptor d'ultrasons deixa de cronometrar immediatament quan rep les ones reflectides. La velocitat de propagació dels ultrasons a l'aire és de 340 m/s. A partir del temps t registrat pel temporitzador, es pot calcular la distància (s) entre el punt d'emissió i l'obstacle, que és s=340t/2. Aquest és l'anomenat mètode de mesura de distància de diferència de temps.
El principi de mesura de la distància ultrasònica és utilitzar la velocitat de propagació coneguda de les ones ultrasòniques a l'aire per mesurar el temps que triguen les ones sonores a reflectir-se dels obstacles després de ser emeses. A partir de la diferència de temps entre l'emissió i la recepció, es calcula la distància real des del punt d'emissió fins a l'obstacle. Es pot veure que el principi del rang ultrasònic és el mateix que el del radar.
