Den tynneste midjen i verden
1. Ultralydgenerator
For å studere og bruke ultralyd har mange ultralydgeneratorer blitt designet og produsert. Totalt sett kan ultralydgeneratorer deles inn i to kategorier: den ene er å generere ultralydbølger gjennom elektriske midler, og den andre er å generere ultralydbølger gjennom mekaniske midler. Elektriske metoder inkluderer piezoelektriske, magnetostriktive og elektriske typer, etc; Mekaniske metoder inkluderer Galt-fløyte, flytende fløyte og roterende fløyte med luftstrøm. Frekvensen, kraften og akustiske egenskapene til ultralydbølgene de genererer er forskjellige, så bruken deres er også forskjellig. For tiden er den mest brukte typen piezoelektrisk ultralydgenerator.
2. Prinsippet for piezoelektrisk ultralydgenerator
Den piezoelektriske ultralydgeneratoren fungerer faktisk ved å utnytte resonansen til piezoelektriske krystaller. Den interne strukturen til ultralydgeneratoren er vist i figur 1, som består av to piezoelektriske brikker og en resonansplate. Når et pulssignal påføres de to polene med en frekvens lik den naturlige oscillasjonsfrekvensen til den piezoelektriske brikken, vil den piezoelektriske brikken gi resonans og drive resonansplaten til å vibrere, og produsere ultralydbølger. Tvert imot, hvis det ikke påføres spenning mellom de to elektrodene, når resonansplaten mottar ultralydbølger, vil den komprimere den piezoelektriske brikken til å vibrere, konvertere mekanisk energi til elektriske signaler, og deretter blir den en ultralydmottaker.
3. Grunnprinsippet for ultralydavstandsmåler
Ultralydsenderen sender ut ultralydbølger i en bestemt retning og starter timingen samtidig. Ultralydbølgene forplanter seg i luften og kommer umiddelbart tilbake når de møter hindringer. Ultralydmottakeren stopper timingen umiddelbart når den mottar de reflekterte bølgene. Utbredelseshastigheten til ultralyd i luft er 340m/s. Basert på tiden t registrert av tidtakeren, kan avstanden(e) mellom utslippspunktet og hindringen beregnes, som er s=340t/2. Dette er den såkalte tidsforskjellsavstandsmålingsmetoden.
Prinsippet for ultralydavstandsmåling er å bruke den kjente forplantningshastigheten til ultralydbølger i luften for å måle tiden det tar for lydbølger å reflektere tilbake fra hindringer etter å ha blitt sendt ut. Basert på tidsforskjellen mellom emisjon og mottak beregnes den faktiske avstanden fra utslippspunktet til hindringen. Det kan sees at prinsippet for ultralydavstand er det samme som for radar.
