Ultrazvukový snímač

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie

Ultrazvukový snímač alebo ultrazvukový senzor je zariadenie využívajúce pre meranie a detekciu vysielanie a odraz (ozvenu) ultrazvukových vĺn.

Princíp a využitie v praxi[upraviť | upraviť zdroj]

Ultrazvukový snímač vyvoláva vysokofrekvenčné zvukové vlny a zachytáva echo, ktoré je získane odrazom od prekážky. Vyhodnocovacia elektronika senzora vypočíta časový interval medzi vysielaným a prijímaným signálom čím vie určiť vzdialenosť od objektu. Táto technológia sa dá využiť pre meranie: rýchlosti a smeru vetra (Anemometer), plnosti nádrže, rýchlosti prúdiaceho vzduchu alebo vody. Na meranie rýchlosti a smeru prístroj používa viac detektorov a vypočítava rýchlosť od relatívnej vzdialenosť častíc vo vzduchu alebo vode. Ak chceme zmerať množstvo kvapaliny v nádrži, snímač určí vzdialenosť k povrchu kvapaliny. Iné aplikácie sú: zvlhčovač vzduchu, sonar, ultrasonograf, poplašné zariadenia proti krádeži, a nedeštruktívne skúšanie materiálov.

Systémy obvykle používajú snímače, ktoré vytvárajú zvukové vlny v rozsahu ultrazvuku - nad 20000 Hz, premenou elektrického signálu na zvuk, potom po získaní echa zase zvukové vlny premení na elektrický signál, ktorý sa dá merať, vyhodnocovať a zobrazovať.

Táto technológia je obmedzená tým, že plocha od ktorej sa ultrazvuk odráža a prostredie v ktorom sa šíri nie je konzistentná. Napr. pena na povrchu kvapaliny v nádrži môže narušiť odčítanie, alebo zmena atmosféry kde sa šíri ultrazvuk.

Prevodníky[upraviť | upraviť zdroj]

Ultrazvukový snímač je zariadenie, ktorý premieňa signál, najčastejšie elektrický, na ultrazvukové vlny. Na tento účel sa používajú hlavne zariadenia využívajúce piezoelektrický jav. Piezoelektrické kryštály vytvárajú na svojom povrchu polarizované elektrické napätie ak sú mechanicky namáhané a opačne, ak je na ich povrch privedené polarizované napätie menia svoj rozmer. Ak sa na ich budenie používa vysokofrekvenčné striedavé napätie a povrch kryštálu je mechanicky spojený s akustickou membránou tak táto produkuje zvukové vlny o vysokej frekvencii. Podobne opačne kmity membrány vyvolávajú mechanické napätie v piezoelektrickom kryštáli, čo vytvára na jeho povrchu vysokofrekvenčné napätie. Niektoré piezoelektrické snímače sú vyrobené ako kombinovaný prijímač / vysielač, niektoré sa vyrábajú samostatne. Alternatívne metódy pre vytváranie a snímanie ultrazvuku sú magnetostrikčné a kapacitné meniče.

Využitie v lekárstve[upraviť | upraviť zdroj]

Zdravotnícke ultrazvukové snímače (sondy) sa používajú pre vytvorenie snímok alebo dynamického obrazu rôznych vnútorných častí tela. Snímače sa používajú na povrchu tela, alebo sa vložia do telesných otvorov. Známe je napr. ultrazvukové vyšetrenie plodu v matkinom tele, alebo ultrazvukové vyšetrenie srdca.