A világ legvékonyabb dereka
1. Ultrahangos generátor
Az ultrahang tanulmányozása és felhasználása érdekében számos ultrahang generátort terveztek és gyártottak. Összességében az ultrahangos generátorok két kategóriába sorolhatók: az egyik az ultrahanghullámok elektromos úton történő generálása, a másik az ultrahanghullámok mechanikai úton történő generálása. Az elektromos módszerek közé tartoznak a piezoelektromos, magnetostrikciós és elektromos típusok stb.; A mechanikus módszerek közé tartozik a Galt fuvola, a folyadék síp és a légáramú forgó fuvola. Az általuk generált ultrahanghullámok frekvenciája, teljesítménye és akusztikai jellemzői eltérőek, így felhasználásuk is eltérő. Jelenleg a leggyakrabban használt típus a piezoelektromos ultrahangos generátor.
2. A piezoelektromos ultrahangos generátor elve
A piezoelektromos ultrahangos generátor valójában piezoelektromos kristályok rezonanciáját használja fel. Az ultrahangos generátor belső felépítése az 1. ábrán látható, amely két piezoelektromos chipből és egy rezonáns lemezből áll. Ha a két pólusára impulzusjelet adnak, amelynek frekvenciája megegyezik a piezoelektromos chip természetes rezgési frekvenciájával, a piezoelektromos chip rezonál, és rezgésre készteti a rezonáns lemezt, ultrahanghullámokat keltve. Ellenkezőleg, ha nincs feszültség a két elektróda között, amikor a rezonáns lemez ultrahanghullámokat fogad, összenyomja a piezoelektromos chipet, hogy rezegjen, a mechanikai energiát elektromos jelekké alakítja át, majd ultrahangos vevővé válik.
3. Az ultrahangos távolságmérő alapelve
Az ultrahangos adó egy bizonyos irányban ultrahanghullámokat bocsát ki, és ezzel egy időben megkezdi az időzítést. Az ultrahanghullámok a levegőben terjednek, és azonnal visszatérnek, ha akadályba ütköznek. Az ultrahangos vevő azonnal leállítja az időzítést, amikor megkapja a visszavert hullámokat. Az ultrahang terjedési sebessége levegőben 340 m/s. Az időzítő által rögzített t idő alapján kiszámítható a kibocsátási pont és az akadály közötti távolság (s), ami s=340t/2. Ez az úgynevezett időkülönbség távolságmérési módszer.
Az ultrahangos távolságmérés elve az ultrahanghullámok ismert terjedési sebességének felhasználása a levegőben annak mérésére, hogy mennyi idő szükséges ahhoz, hogy a hanghullámok a kibocsátás után visszaverődnek az akadályokról. A kibocsátás és a vétel közötti időkülönbség alapján számítják ki a kibocsátási pont és az akadály közötti tényleges távolságot. Látható, hogy az ultrahangos hatótávolság elve megegyezik a radaréval.
