அல்ட்ராசவுண்ட் பயன்படுத்தி மின்னணு அளவீட்டு நாடா சுற்று

இரண்டு மேற்பரப்புகள் அல்லது சுவர்களுக்கு இடையிலான தூரத்தை அளவிடவும் சுற்று பயன்படுத்தப்படலாம்.

அடிப்படை வேலை

அல்ட்ராசவுண்ட் என்பது 25 kHz க்கும் அதிகமான அதிர்வெண் காரணமாக மனித காதுக்கு செவிக்கு புலப்படாத ஒலிகளின் வரம்பின் ஒரு பகுதியாகும். இருப்பினும், அவை உண்மையில் ஒலி அலைகள் ஆகும், அவற்றின் சுருக்க மாறுபாடுகள் கேட்கக்கூடிய ஒலியின் அதே வேகத்தில் ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்கு பரவுகின்றன.

இந்த வேகம் சுமார் 20 டிகிரி செல்சியஸில் 330 மீ/வி ஆகும் என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். இரண்டு தொடர்ச்சியான அழுத்தம் அதிகபட்சம் இடையே உள்ள தூரம் அலைநீளம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இது முதன்மையாக அல்ட்ராசவுண்ட்களின் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது.

தற்போதைய பயன்பாட்டில், அதிர்வெண் 40 கிலோஹெர்ட்ஸ் ஆகும், இது 25 மைக்ரோ விநாடிகளின் காலத்திற்கு ஒத்திருக்கிறது. இதன் விளைவாக, அலைநீளம் (λ) λ = V × T சூத்திரத்தால் வழங்கப்படுகிறது, இது 20 ° C இல் தோராயமாக 8.25 மிமீ ஆகும்.

ஒலியைப் போலவே, அல்ட்ராசவுண்ட்களும் தடைகளை பிரதிபலிக்கின்றன. ஒரு புள்ளிக்கும் தடைக்கும் இடையில் மீயொலி சமிக்ஞை முன்னும் பின்னுமாக (எதிரொலி வடிவில்) பயணிக்க எடுக்கும் நேரத்தை துல்லியமாக அளவிடுவதன் மூலம், மூலத்திற்கும் தடைக்கும் இடையே உள்ள தூரத்தை (d) தீர்மானிப்பது எளிது.

இந்த வழக்கில், dt அளவிடப்பட்ட நேரத்தைக் குறிக்கிறது என்றால், உறவை 2d = V × dt என எழுதலாம், இதிலிருந்து d இன் மதிப்பைப் பெறலாம். இந்த கட்டுரையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள மின்னணு அளவீட்டு டேப் சர்க்யூட்டில் சுரண்டப்படும் அல்ட்ராசவுண்ட்களின் இந்த சொத்து இதுவாகும்.

சுற்று வரைபடங்கள்

இயக்கக் கொள்கை

ஒரு சாதனம் ஒரு மீயொலி டிரான்ஸ்மிட்டர் மற்றும் ரிசீவரைக் கொண்டுள்ளது, ஒரு காப்ஸ்யூல் வடிவத்தில், அருகருகே வைக்கப்பட்டு கீழ்நோக்கி உள்ளது.

அவை தரையில் இருந்து 2 மீட்டர் தூரத்தில் பிரிக்கப்பட்ட ஒரு விமானத்தில் அமைந்துள்ளன. அல்ட்ராசவுண்ட் அலைகள் தனிநபரின் மண்டை ஓட்டில் இருந்து பிரதிபலிக்கின்றன, அதன் அளவை நாம் அளவிட வேண்டும்.

இந்த சமிக்ஞைகள் அவ்வப்போது வெளியிடப்படுகின்றன.

ஒரு டைமிங் சாதனம் அல்ட்ராசோனிக் டிரான்ஸ்யூசர்களின் நிலை விமானம் மற்றும் தனிநபரின் மண்டை ஓடு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான நேரத்தையும் அதன் மூலம் தூரத்தையும் அளவிடுகிறது.

இந்த தூரம், விகிதாசார நேர எண்ணினால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, 2 மீட்டரிலிருந்து கழிக்கப்படுகிறது.

உதாரணமாக, இந்த தூரம் 17cm என்றால், தனிநபரின் உயரம் 1.83m.

கண்களுக்கு முன்னால், இரண்டாவது அடைப்பில் வைக்கப்பட்டுள்ள மூன்று 7-பிரிவு காட்சிகள் மூலம் உயரம் காட்டி நேரடியாகப் படிக்க முடியும்.

பவர் சப்ளை

சுவிட்ச் I ஆல் செயல்படுத்தப்பட்ட மின்மாற்றி மூலம் 220V மெயின்களில் இருந்து ஆற்றல் பெறப்படுகிறது.

இரண்டாம் பக்கத்தில், 12V இன் மாற்று ஆற்றல் பெறப்படுகிறது, இது ஒரு டையோடு பிரிட்ஜ் மூலம் சரி செய்யப்படுகிறது. மின்தேக்கி C1 ஆரம்ப வடிகட்டலை செய்கிறது.

7809 ரெகுலேட்டரின் வெளியீட்டில், 9V இன் நிலையான ஆற்றல் பெறப்படுகிறது, மேலும் மின்தேக்கி C2 கூடுதல் வடிகட்டலை வழங்குகிறது.

மின்தேக்கி C3 மின்சுற்றின் மற்ற பகுதிகளுக்கு மின் விநியோகத்தை இணைக்கிறது.

நேர அடிப்படை

IC1 இன் NOR வாயில்கள் lll மற்றும் IV ஆகியவை நிலையான மல்டிவைப்ரேட்டரை உருவாக்குகின்றன.

அத்தகைய சுற்று அதன் வெளியீட்டில் சதுர அலை துடிப்புகளை உருவாக்குகிறது, காலம் முதன்மையாக R2 மற்றும் C4 மதிப்புகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

தற்போதைய வழக்கில், இந்த காலம் தோராயமாக 0.5 வினாடிகள் ஆகும்.

இது அளவீடுகளின் கால இடைவெளிக்கு அடிப்படையாக அமைகிறது.

மின்தேக்கி C5, மின்தடையம் R4 மற்றும் டையோடு D1 ஆகியவை நேரக் கருவியாக அமைகின்றன.

D1 இன் கேத்தோடில், சுருக்கமான நேர்மறை துடிப்புகள் ஒவ்வொரு 0.5 வினாடிகளிலும் காணப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக மல்டிவைபிரேட்டரால் உருவாக்கப்பட்ட சமிக்ஞைகளின் உயரும் விளிம்புகளின் போது C5 முதல் R4 வரை விரைவாக சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது.

மீயொலி சமிக்ஞையின் கட்டளை

IC1 இன் NOR வாயில்கள் I மற்றும் II ஆகியவை மோனோஸ்டபிள் ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்பாக கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு கட்டளை துடிப்புக்கும், இந்த ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்பின் வெளியீட்டில் ஒரு உயர் நிலை காணப்படுகிறது, இதன் காலம் முக்கியமாக R10 மற்றும் C7 மதிப்புகளால் அளவீடு செய்யப்படுகிறது.

தற்போதைய பயன்பாட்டில், இந்த கால அளவு 150 மைக்ரோ விநாடிகளாக அமைக்கப்பட்டுள்ளது.

அல்ட்ராசவுண்டின் அவ்வப்போது உமிழ்வு

IC3 இன் NAND வாயில்கள் III மற்றும் IV ஆகியவை கட்டளையால் இயக்கப்படும் மல்டிவைப்ரேட்டராக கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன. கட்டுப்பாட்டு உள்ளீடு குறைவாக இருக்கும் வரை, வெளியீடும் குறைவாகவே இருக்கும்.

இருப்பினும், கட்டுப்பாட்டு உள்ளீட்டில் ஒரு உயர் நிலை வழங்கப்பட்டால், வெளியீட்டில் சதுர அலை துடிப்புகள் காணப்படுகின்றன. அனுசரிப்பு கூறு A1 ஐ சரிசெய்வதன் மூலம், இந்த பருப்புகளின் காலம் 25 மைக்ரோ விநாடிகளுக்கு அமைக்கப்படுகிறது, இது 40 kHz அதிர்வெண்ணுடன் ஒத்துள்ளது.

அல்ட்ராசோனிக் டிரான்ஸ்மிட்டர் டிரான்ஸ்யூசர், பைசோ எலக்ட்ரிக் தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படையில், NAND கேட் III இன் உள்ளீடுகள்/வெளியீடுகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

இந்த மின்மாற்றியின் டெர்மினல்களில், 40 kHz அதிர்வெண்ணின் சதுர அலை துடிப்புகள் பெறப்படுகின்றன, ஆனால் 18V இன் வீச்சு (அதாவது, அதிகபட்சம் மற்றும் குறைந்தபட்சம் இடையே உள்ள வேறுபாடு) உடன், இது மீயொலி பரிமாற்றத்தின் தீவிரத்தை அதிகரிக்கிறது.