1313878134

2.2.1. Przetworniki ultradźwiękowe

Przetwornik jest elementem, w którym następuje zamiana drgań elektrycznych o częstotliwości ultradźwiękowej, na drgania mechaniczne, o podobnej częstotliwości.

Dla danej długości przetwornika istnieje rezonansowa częstotliwość drgań własnych. Rezonansową długość przetwornika, dla danej częstotliwości, można określić z warunku, aby długość przetwornika była wielokrotnością połowy długości fali dźwiękowej, o takiej samej częstotliwości, rozchodzącej się w materiale przetwornika, (rys.2).

'a    _c    ' b'

Rys. 2. Przetworniki półfalowe; a - piezomagnetyczny, b - piezoelektryczny, c - wykres amplitudy drgań.

Przetworniki konstruowane są najczęściej jako „półfalowe”, tzn., że długość przetwornika równa się połowie długości podłużnej fali stojącej, która wytwarzana jest w przetworniku. Do obliczenia długości przetwornika można przyjąć równanie:    .

gdzie: X - długość fali; f- częstotliwość rezonansową przyjmowana do

obliczeń, jako 20 kHz; c - prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej w materiale przetwornika.

Rozróżniamy dwa typy przetworników:

= przetworniki piezomagnetyczne,

= przetworniki piezoelektryczne.

W obu typach przetworników wytworzona zostaje fala podłużną tzn. falą w której kierunek wychylenia drgających cząsteczek jest zgodny z kierunkiem rozchodzenia się fali.

W przetwornikach piezomagnetycznych wykorzystane zostało zjawisko piezomagnetyczne, polegające na zmianie długości materiału piezomagnetycznego, znajdującego się w zmiennym polu magnetycznym. Jeżeli pole magnetyczne zmienia się z częstotliwością ultradźwiękową f, to