Maailma õhem vöökoht
1. Ultraheli generaator
Ultraheli uurimiseks ja kasutamiseks on projekteeritud ja toodetud palju ultraheligeneraatoreid. Üldiselt võib ultraheligeneraatorid jagada kahte kategooriasse: üks on ultrahelilainete genereerimine elektriliste vahenditega ja teine on ultrahelilainete genereerimine mehaaniliste vahenditega. Elektrilised meetodid hõlmavad piesoelektrilisi, magnetostriktiivseid ja elektrilisi tüüpe jne; Mehaanilised meetodid hõlmavad Galti flööti, vedeliku vilet ja õhuvoolu pöörlevat flööti. Nende tekitatavate ultrahelilainete sagedus, võimsus ja akustilised omadused on erinevad, seega on ka nende kasutusalad erinevad. Praegu on kõige sagedamini kasutatav tüüp piesoelektriline ultraheli generaator.
2. Piesoelektrilise ultraheli generaatori põhimõte
Piesoelektriline ultraheligeneraator töötab tegelikult piesoelektriliste kristallide resonantsi kasutades. Ultraheligeneraatori sisemine struktuur on näidatud joonisel 1, mis koosneb kahest piesoelektrilisest kiibist ja resonantsplaadist. Kui selle kahele poolusele rakendatakse impulsssignaali sagedusega, mis on võrdne piesoelektrilise kiibi loomuliku võnkesagedusega, resoneerib piesoelektriline kiip ja paneb resonantsplaadi vibreerima, tekitades ultrahelilaineid. Vastupidi, kui kahe elektroodi vahel ei rakendata pinget, siis kui resonantsplaat võtab vastu ultrahelilaineid, surub see piesoelektrilise kiibi vibratsiooniks kokku, muutes mehaanilise energia elektrilisteks signaalideks ja seejärel muutub see ultraheli vastuvõtjaks.
3. Ultraheli kaugusmõõtja põhiprintsiip
Ultrahelisaatja kiirgab ultrahelilaineid kindlas suunas ja alustab samal ajal ajastust. Ultrahelilained levivad õhus ja naasevad kohe, kui nad puutuvad kokku takistustega. Ultraheli vastuvõtja peatab peegeldunud lainete vastuvõtmisel viivitamatult ajastuse. Ultraheli levimiskiirus õhus on 340 m/s. Taimeri salvestatud aja t põhjal saab arvutada emissioonipunkti ja takistuse vahelise kauguse (s), milleks on s=340t/2. See on nn ajavahe kauguse mõõtmise meetod.
Ultraheli kauguse mõõtmise põhimõte on kasutada ultrahelilainete teadaolevat levimiskiirust õhus, et mõõta aega, mis kulub helilainete peegeldumiseks takistustelt pärast kiirgamist. Emissiooni ja vastuvõtu ajavahe põhjal arvutatakse tegelik kaugus emissioonipunktist takistuseni. On näha, et ultraheli kauguse määramise põhimõte on sama, mis radaril.
