2-modul. Bosim datchiklari

1.6. Ultratovushli datchiklar.

Ultratovush bu yuqori chastotadagi tovush tebranishlaridir. Inson ishitish organlari 16-20 kGs oralig‘idagi elastik mexanik tebranishlarni ovoz sifatida qabul qiladi. 20 kGs dan yuqori bo‘lgan tebranishlarni eshtish organlari qabul kilmaydi. Bu tebranishlarni tarqalishini ultratovush to‘lqinlari deb ataladi. Ularni yuqori chegarasi milyard Gs gacha bo‘ladi. Undan yuqorigi tebranishlarni giper tovushlar deb ataladi.

Tovush to‘lqinlari ustida olib borilayotgan tadqiqotlarni birlamchi sabablari tovushni suvda tarqalishini o‘rganish bo‘lgan. Birinchi bo‘lib tovushni suvda tarqalish tezligini 1826 yili fransuz olimi Kolladon aniqlagan. Tovush tarqalishini suvda o‘rganilishiga sabab dengiz kemalarini harakat tezligi, ulargacha bo‘lgan masofalarni aniqlash bo‘lgan.. 1838 yili tovush yordamida dengiz osti relifini aniqlashga erishilgan. Tofushni uzoqroqga uzatib qabul qilish zaruriyati yuqori chastotali tovush tebranishlarini olish muamosiga olib keldi.
1883 yili ingliz fizigi Galton ultratovush generatorini yaratdi. Uni Galton xushtagi deb atadilar. Generator uchlari o‘tkir etib yasalgan slindrdan iborat bo‘lib unga yuqori bosim ostida havo yuborilgan. Havo o‘rniga vodorod gazi yuborilishi bilan 170 kGs gacha tebranishlarni hosil qilishga erishilgan.
1880 yili P’er Jak Kyurilar ultratovush texnikasi uchun katta qiymatga ega bo‘lgan kashfiyotni ochdilar. Ular kvars kristaliga bosim bilan ta’sir etilsa kvars tomonlarida elektr zaryadi to‘planishini aniqladilar. To‘plangan zaryad miqdori qo‘yilgan kuchga proporsional. Bundan tashqari tez almashinuvchi elektr kuchlanishi kristallga qo‘yilganda kristalni tebranishini aniqladilar. Buni asosida yuqori chastotali tovush tebranishlarini chiqaruvchi va qabul qiluvchi qurilmalar yaratish imkoniyati paydo bo‘ldi.
1914 yilda Yevropada dengiz floti uchun sanoat qurilmasi sifatida ultratovush to‘lqinlarini uzatuvchi va qabul qiluvchi kashf etildi. Shu yillari sirtlarni tekshirish uchun deffektoskop yaratildi. Meditsinada XX asrni 50-yillarida AQSh qo‘llanila boshlandi.
Ultratovushli uzatuvchilarni ikkita katta guruxga bo‘lish mumkin.
1.Tebranishlar gazlarda yoki suyuqliklarda hosil qilinadi va uzatiladi.
2.Tok yoki kuchlanishni materiallar yordamida mexanik tebranishlarga aylantirish. Nurlantiruvchilar pezoelektrik yoki magnitostruksion bo‘lishi mumkin. Magnitostruksion nurlantirgichlar jism o‘lchamlarini magnit maydonida o‘zgarishiga asoslangan. Bu xossaga ega bo‘lgan materiallar o‘ram ichiga jonlantiriladi va unga o‘zgaruvchan tok beriladi. O‘zgaruvchan tok ta’sirida o‘zgaruvchan magnit maydoni hosil bo‘ladi. Bu o‘zgaruvchan magnit maydoniga mos ravishda jism o‘lchami o‘zgarib ultratovush hosil qiladi.
Ultratovush datchiklarini qo‘llanishini shartli uch gruxga bo‘lish mumkin:

1. 
   Ultra tovush yordamida informatsiya olish;
   
2. 
   Moddalarga ta’sir ko‘rsatish;
   
3. 
   Signallar uzatish va qayta ishlash.
   

Uman ko‘llanish sohasini quyidagicha ifodalash mumkin:
(kGs) 1 10 100 10³ 10⁴ 10⁵ 10⁶

Moda tugrisida informatsiya olish

Moddalar xossalarini o‘rganish

gazlar

suyuqliklar

Kat.jismlar

Gidrolokatsiya

Uz deffektoskopiya

Satx va o‘lchamni kontroli

Meditsina diagnostikatsiyasi

Moddalarga ta’sir ko‘rsatish

Koagulyatsiya aerozol bilan

Yenishga ta’sir etish

Tozalash

Ximik jarayonlar

Emulgirovaniya

Dispergirovaniya

Purkash

Kristallizatsiya

Metalllizatsiya

Mexanik qayta ishlash

Payvantlash

Plastik deformatsiyalash

Terapiya

Xirurgiya

Signallarni qayta ishlash va boshqarish

Kechiktirish tizimi

Filtrlar

Akustoelektron aylantirish

Akustaoptik qurilmalar

Yuqoridan ko‘rinib turibdiki, ultratovush turmushda keng qo‘llaniladi. Meditsinada diagnostikadan tashqari davolash maqsadida ham keng qo‘llaniladi. U rentgen nurlari kabi havfli emas. Uning salbiy ta’siri tirik organizmda deyarli yo‘q.

Ichki organalarni holatini kuzatishda dopler effektidan foydalaniladi. Uzatilgan nur harakatdagi jismga borib qaytishida uni harkatlanish tezligiga mos holda qaytgan nurni chastotasi o‘zgaradi. Bu o‘zgarishni elektron qurilma yordamida qayta ishlash bilan ichki organlar holatini kuzatish mumkin.
Murakkab formadagi metalllardagi teshiklarni oddiy frezer yoki teshish qurilmalarida bajarib bo‘lmaydi. Ularni kuchli ultratovush bilan amalga oshirish mumkin.
Masofada joylashgan ob’ektlarni aniqlashda radiolokatsiyadan foydalaniladi. Lekin radiolokatsiya faqat metal ishtirok etgan ob’ektlarnigina aniqlash imkoniyatini beradi. Okeanlarda baliqlar to‘dasini, tirik organizmlarni, relefini aniqlashda faqat ultratovushlardan foydalaniladi.
Qizdirish mumkin bo‘lmagan holatlarda turli markadagi metalllarni payvandlashda ham ultratovushdan foydalaniladi.