Przetworniki (głowice ultradźwiękowe)

Ponieważ przetworniki naszej konstrukcji wykonywane są w sposób znacznie mniej skomplikowany niż klasyczne typy, możemy oferować standardowy przetwornik z elementem aktywnym o średnicy 5mm, w obudowie ze stali nierdzewnej o średnicy 10mm i długości 30 mm, z kablem zakonczonym złączem BNC w cenie:

160,- Euro (+VAT)
  

Konstrukcja naszych przetworników opiera sie na nowej, zgłoszonej do opatentowania zasadzie, która oferuje całkiem nowe możliwości. Prace badawczo-rozwojowe nad tym typem przetworników nie zostały jeszcze zakończone, dlatego też można się spodziewać dalszych ulepszeń. Jesteśmy w stanie dostarczać przetworniki w różnych obudowach, jak też i same elementy aktywne bez obudowy (pokazane one zostały na rysunku 1). Inaczej niż klasyczne, przetworniki nasze nie wymagają obciążeń ani też połączeń klejonych.

Rys. 2 pokazuje impuls emitowany przez przetwornik naszej konstrukcji (jako odbiornik służy tu hydrofon z folii PVDF). Na rysunku 3 widać sygnał odbierany przez nasz przetwornik (w trybie pracy nadawanie-odbiór). Zróżnicowanie tych sygnałów wynika z faktu, że przetworniki te pracują inaczej jako odbiornik i jako nadajnik. Zjawisko takie wystepuje także w klasycznych typach przetworników, ale na ogół nie jest tak silne. Na bazie naszej konstrukcji przetworników możliwe jest wykonanie takich przetworników, które pracują bardzo podobnie jako nadajniki i odbiorniki (oba sygnały wyglądają podobnie jak na rys. 2). 


Rys. 3 

Przetworniki takie mają jednak pewne wady (przede wszystkim z punktu zastosowan takich, jak w naszej kamerze do rozpoznawania palców). Z tego też powodu zdecydowaliśmy sie oferować jako standard przetworniki produkujące sygnały takie, jak na rys. 2 i 3. (Ich pasmo przenoszenia obejmuje zakres ok. 5-18 MHz.)

Rys 2.
  

Rys 3.

Rys 4.

Rys 5.
  

Pasmo przenoszenia: 3-25 MHz (maksymalne obecnie osiągalne pasmo 3 dB jednego przetwornika, możliwe są przetworniki o innym paśmie przenoszenia).

Minimalna długość wysyłanego impulsu: 20 ns, w przypadku nadawania i odbioru tym samym przetwornikiem ok. 30 ns.

Amplituda impulsu: ok. 2 razy większa niż dla klasycznych, tłumionych przetworników piezoceramicznych.

Czułość: porównywalna z klasycznymi przetwornikami (najprawdopodobniej zostanie ona w trakcie dalszego ulepszania ich konstrukcji poprawiona).

Minimalna średnica: ok. 1mm

Maksymalna średnica: ograniczona tylko przez dostępną ceramikę.

Minimalna grubość elementu przetwarzającego: ok. 1,3 mm, standardowa grubość wynosi 2 mm. Element taki jest właściwym przetwornikiem, może on być umieszczony w obudowie lub przymocowany do czegoś. 

Zakres temperatury pracy: Zależny od zastosowanej ceramiki (możliwe jest użycie różnych rodzajów ceramiki; dla prawidłowego funkcjonowania przetwornika wystarczające są standardowe typy). Możliwe jest takie wykonanie przetwornika, żeby jedynym elementem ograniczającym jego temperaturę pracy była piezoceramika. W razie zastosowania naszych nadajników nie jest nawet krytyczne przekroczenie temperatury Curie zastosowanej ceramiki - po powrocie do niższej temperatury przetwornik w krótkim czasie odzyskuje swoje własności.

Maksymalne napięcie zasilania przy pracy impulsowej i na barście: ok. 700 V. Do zasilania przetwornika może być używana dowolna elektronika. 

Krzywa impedancji elektrycznej przetwornika odpowiada impedancji kondensatora z porównywalną pojemnością (ok. 1,5 nF dla przetwornika o średnicy ok. 4 mm). Moduł impedancji wynosi dla 10 MHz ok. 20 Ohm. 

Powtarzalność kształtu impulsu: przy zastosowaniu tej samej ceramiki różnice pomiędzy poszczególnymi przetwornikami są mniejsze niż 5% amplitudy chwilowej.

Może być zrealizowane dopasowanie do ośrodka w postaci warstwy przejściowej. Zwiększa ono - co prawda - siłę impulsu i czułość przetwornika, ogranicza jednak jego pasmo. Nie jesteśmy w stanie stworzyć warstwy, która w całym paśmie przenoszenia przetwornika zapewnia jego dopasowanie do wody.