مجس فوق صوتي
المجسات فوق الصوتية Ultrasonic sensors، أوالتواترات فوق الصوتية هي تواترات الأمواج فوق الصوتية التي تفوق تواتر الأصوات التي تتحسس بها أذن الإنسان والتي هي دون الـ 20000هرتز. ويدرسها فرع من الفيزياء يعهد باسم فوق الصوتيات ultrasonics. تولِّد مولِّدات الأمواج فوق الصوتية الحديثة أمواجاً يبلغ تواترها بضعة غيغا هرتز (1GHz = 109 Hz)، وذلك عن طريق تحويل تيارات متناوبة عالية التواتر إلى اهتزازات ميكانيكية. ويتم عادة الكشف عن هذه الأمواج باستخدام بلورات كهرضغطية piezoelectric أوبوسائل ضوئية، حيث يمكن بالإفادة من انعراج الضوء جعل هذه الأمواج مرئية.
طريقة العمل
يلتقط اللاقط الأمواج فوق الصوتية ويحولها إلى اهتزازات كهربائية، فيضخمها الترانزستوران Q1 وQ2، ثم تنتقل إلى الدارة التكاملية U1 فتدخلها عبر المربط 14، تقوم الدارة التكاملية بمقارنة الطور بين الإشارة الملتقطة وإشارة تولِّدها الدارة التكاملية يمكن التحكم بتواترها بفضل مجزئ الكمون R9، وتعطي الدارة تواتراً يساوي الفرق بين التواتر الملتقط والتواتر المولّد وذلك عند المربط 2. يقوم الترانزستور Q3 بتضخيم إشارة الفرق، وتنتقل الإشارة عبر المحول T1 إلى سمّاعات بصورة تواتر مسموع.
لفهم فوق الصوتيات تطبيقات عديدة في مجالات الفيزياء والكيمياء والتقانة والطب. فقد استخدمت الأمواج فوق الصوتية منذ أمد بعيد لتوفير الاتصالات تحت الماء وللكشف عن الأجسام الغاطسة تحته كالغواصات، فيما يسمى بأجهزة السونار SONAR، وهي أجهزة تشبه الرادار في عملها إلا أنها تستخدم أمواجاً فوق صوتية لأداء مهمتها. كما تعد أجهزة السونار أجهزة أساسية لتوفير سلامة الملاحة البحرية.
الترجام
المكشاف
الاستخدام الطبي
الاستخدام الصناعي
وتستخدم الأمواج فوق الصوتية في الفيزياء لتحديد خواص المواد كالانضغاطية compressibility، والمرونة elasticity، ونسب الحرارات النوعية specific heat ratios. كما تستخدم الأمواج فوق الصوتية في الكيمياء لإنتاج مستحلبات emulsions متجانسة كالمستعملة في خلق أفلام التصوير، وكذلك للكشف عن التشقُّقات في الصفائح وغيرها. وقد استخدمت الأمواج فوق الصوتية التي تقع تواتراتها في مجال الـ GHz لصنع «مجهر» صوتي يمكنه تمييز أبعاد من رتبة الميكرون. وتؤدي الأمواج السطحية التي تقع تواتراتها في المجال فوق الصوتي والمعروفة اختصاراً بـ SAW أي Surface Acoustic Waves دوراً مهماً في تجهيزات التحكُّم الإلكترونية.
المصادر
- ^ أحمد حصري. "القصدير". الموسوعة العربية. Retrieved 2012-03-29.
وصلات خارجية
- Ultrasonic Acoustic Sensing Brown University
- Laser Ultrasonic Sensor Streamlines Papermaking Process, Lawrence Berkeley Lab, Dan Krotz
- Ultrasonic Flaw Detection for Technicians, Chapter 2, 3rd ed., 2004 by J. C. Drury (~5 pages)
- Measure distance using the ultrasonic sensor
- Ultra Technology More uniform fibre distribution in paper with ultrasonics in the paper machine wet end.
- Ultrasound transducer entry in the public domain NCI Dictionary of Cancer Terms
- Ultrasonic Transmitter and Receiver circuit diagram
- Ultrasonic Sensors for Industry
- Siemens Ultrasonic Level Measurement
- Choosing an Ultrasonic Sensor for Proximity or Distance Measurement Sensors Magazine.
- Transducer Info Center.
- Outdoor Ultrasonic Sensors
