초음파란?
소리란 공기의 진동을 귀가 감지해서 뇌가 인식하는 것이다.
인간의 귀는 20 Hz ~ 20,000 Hz 주파수의 공기 진동을 감지할 수 있는데,
초음파 (ultrasound)란 20,000 Hz 이상 주파수의 공기 진동을 의미한다.
따라서 초음파는 인간이 귀로 들을 수 없는 소리이다.
초음파 활용
초음파는 직진성이 좋고 반사가 잘 되기 때문에 다음과 같은 다양한 용도로 사용되고 있다.
속도 측정
- 초음파 유속계, 초음파 유량계, 초음파 도플러 혈류계
거리 측정, 물체 감지
- 초음파 거리계, 초음파 근접각 센서, 초음파 레벨 센서, 초음파 수위계, 초음파 적설계, 초음파 파고계
농도, 점성도 측정
- 초음파 점성도계, 초음파 탁도계
기타
- 초음파 탐상자, 초음파 두께계, 초음파 현미경, 초음파 진단장치, 초음파 CT스캐너
초음파를 발생하는 압전 소자
초음파를 발생하는데는 압전 소자가 사용된다.
압전현상(piezoelectricity)이란 수정이나 산화바륨 결정에 힘을 가하면 전압이 발생하고 반대로 전압을 인가하면 물체가 진동하는 현상이다.
압전 진동자는 이러한 압전현상을 이용한 소자이며, 높은 주파수의 진동을 만들거나 초음파 생성에 사용한다.
초음파 센서의 신호 검출 방식
초음파 센서는 다음과 같이 초음파를 발생하는 송신기와 이를 감지하는 수신기가 쌍으로 구성되는 것이 많다. 검출 구조에는 다음과 같이 3가지가 있다.
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