Apa itu Transduser Ultrasonik?

Transduser ultrasonik adalah komponen listrik yang mengubah gelombang suara ultrasonik di luar jangkauan pendengaran manusia menjadi sinyal listrik arus bolak-balik (AC) atau arus searah (DC) yang kemudian ditransmisikan atau direkam. Biasanya perangkat semacam itu dibangun di atas kristal yang menunjukkan efek piezoelektrik, yang menghantarkan arus listrik sebagai respons terhadap tekanan atau getaran mekanis. Kristal memiliki output yang berbanding lurus dengan kekuatan gelombang suara atau tegangan input, dan ini menjadikannya alat pengukur yang berguna sebagai transduser ultrasonik.

Aplikasi untuk elektronik berbasis transduser ultrasonik termasuk penggunaan remote control televisi awal sebagai perangkat sinyal, dan, pada 2011, dalam anemometer yang digunakan oleh stasiun cuaca untuk memantau arah dan kecepatan angin. Mereka digunakan dalam aplikasi industri untuk memantau tingkat cairan dalam tangki, dan di mobil modern pada 2011 untuk sensor lokasi gema untuk menunjukkan objek di dekat jalur kendaraan yang mundur atau menarik ke garasi . Karena transduser ultrasonik juga dapat memainkan peran sebagai pemancar ultrasonik melalui input daya listrik, mereka menawarkan kemampuan jenis sonar primitif dalam banyak kasus. Gelombang suara dapat dipantulkan dari suatu permukaan dan jarak ke permukaan tersebut diukur dengan waktu dan frekuensi gelombang yang dipantulkan kembali.

Perangkat listrik yang mengubah satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya, seperti sensor ultrasonik, sering kali memiliki aplikasi luas dalam elektronik dan industri. Banyak kegunaan yang beragam untuk transduser ultrasonik sekarang ada, termasuk dalam kontrol lingkungan untuk bangunan, seperti dalam pelembap di mana mereka menguapkan permukaan air, dan dalam alarm pencuri untuk mendeteksi objek yang bergerak dalam jalur yang jelas. Ultrasonografi juga bergantung pada prinsip transduser ultrasonik dalam kedokteran, di mana gelombang suara 1 hingga 30 megahertz digunakan untuk menghasilkan citra dari jarak jauh untuk keadaan otot, organ dalam, dan pembuluh darah dalam tubuh manusia, serta keadaan janin selama kehamilan.

Sejak era 1940-an, transduser ultrasonik telah dimasukkan ke dalam peralatan pengujian untuk mendeteksi kekurangan dalam berbagai aplikasi terkait sonar. Mereka dapat digunakan untuk menemukan retakan halus, rongga, atau bagian berpori pada beton dan pondasi bangunan, lasan logam yang rusak atau retak, dan cacat pada bahan lain seperti plastik, keramik, dan komposit. Perangkat ini serbaguna karena gelombang suara yang dipancarkannya akan dipengaruhi oleh media apa pun, baik cair, padat, atau gas. Namun, dengan detektor yang digunakan untuk mengukur status gas, gel perantara biasanya ditempatkan di antara gas dan transduser ultrasonik, karena gelombang suara dikonduksi dengan buruk dan direkam dalam media gas.

Bidang deteksi cacat untuk teknologi ultrasonik dipecah menjadi lima jenis desain transduser yang berbeda: kontak, sinar sudut, garis tunda, pencelupan, dan transduser elemen ganda. Transduser kontak harus memiliki jarak kontak yang dekat dengan apa yang mereka ukur, seperti stud finder dalam perdagangan bangunan yang digunakan untuk mendeteksi balok kayu di balik dinding. Transduser imersi tahan air dan ditempatkan dalam aliran fluida. Bentuk balok sudut dan garis tunda dari transduser ultrasonik digunakan untuk mengukur lasan dan dalam kondisi suhu tinggi. Transduser elemen ganda secara bersamaan merupakan pemancar dan penerima untuk pemantauan terus menerus dari permukaan yang kasar atau berpotensi cacat.