Vizszint

[Benedek István]

> > A levegoben hasznalt UH adokat a sajat rezonancia frekijere
hangolt
> > (leginkabb 40kHz) hanggeneratorral kell meghajtani, ez rendszerint
> > egyetlen CMOS kapukbol allo tokkal direktben kivitelezheto. Kis
>
> Na de hogy talaljak el a rezonanciafrekit? Foleg CMOS kapubol
> keszult nem tul precizios oszcillatorral?

Termeszetesen ez a megoldas csakis a 40kHz-koruli, kommersz kapszulak
meghajtasara vonatkozik, mert egyreszt a peldanyok kozott is eleg nagy
szoras van ugy erzekenysegre, mint rezonanciara. Ez utobbi elerheti a
+/- 1 kHz-et is (adatlap)! A savszelesseguk sem tul meredek, eszre sem
veszik, ha a generator frekije par szaz Hz-el arrebb ketyeg!:-) Persze
nem is precizios meresekre valok (mar csak az alacsony freki miatti
durva felbontas, a levegoben valo lassu terjedes es a tetemes
abszorpcio miatt sem), inkabb csak van/nincs indikaciora alkalmasak,
lasd tolatoradar. Persze azert egy kutban levo vizszint magassagat
+/-10cm pontossaggal konnyeden meg lehet merni es kicsit precizebb
elektronikaval, jo illesztessel ez akar 5cm-re is leszorithato. Vagyis
egy ilyen kapszula meghajtasahoz nincs szukseg kvarcvezerelt orajelre
(sot, tudni kell egyedileg hangolni), sem tul igenyes elektronikara,
nehany pitianer IC-tokkal egesz ugyes kis szerkezet keszitheto.
Kivancsisagbol egyszer epitettem egy csak adofejbol allo
tavolsagmerot, egeszen jol sikerult. Kevesebb alkatreszbol allt, mint
a publikalt hasonlo celu kapcsolasok kulon ado, vevo fejjel, es
szelektivebb volt. Valamivel nagyobb lett a hatotavolsaga is, amit
kesobb -csak ugy a virtus kedveert- egy kis zseblampa parabolatukorrel
siman megduplaztam.:-)) Ugyanis a kaphato tipusok egyik nagy hatranya
a szeles sugarzasi kupszog, ami 60str korul mozog! Tehat kozelre
kituno mozgas-, vagy jelenlet- erzekelo/merot lehet kesziteni belole
(pl utasteri autoriasztok), de nagyobb tavolsagokra kemenyen
fokuszalni kell.
A nagyobb frekvenciaju, MHz-es, specialis transducerek meghajto
aramkore sem kivan bonyolult kivitelt, legfeljebb a nagyon rovid, par
nS-nyi, meredek elu, belengesmentes ping kialakitasa es a magasabb
csucsfesz a kovetelmeny. Ezeknel a rezgeszamot kizarolag a kristaly es
kornyezete (mechanikus csatoloreteg), valamint az induktiv
illesztokorok dontik el, ezert nem konnyu feladat egy ilyen rezonator
(egy testben ado es vevo) mechanikai kialakitasa.  A nehezsegi fok a
freki emelkedesevel hatvanyozottan no, plane amikor mar a kabel es a
csatlakozok parameterein tulmenoen, a kabel hossza sem kozombos.

> Egy precizios merest ez szerintem siman haza tud vagni.
>  Nyilvan aktiv szabalyzassal meg lehet oldani a problemat. Lattam is
> olyan piezo-t, melyen kikepeztek viszacsatolo elektrodot is. Azon
> figyelve a jel fazisat, es annak fuggvenyeben szabalyozva a frekit,
> mindig a rezonanciafrekin lehet gerjeszteni. Vagy egyszeruen egy
> oszcillator rezonans elemekent epitik be, ezt meg visszacsatolo
elektrod
> nelkul is meg lehet tenni, bar akkor gond lehet a teljesitmennyel.
>  De az is lehet, hogy nem kell foglalkozni a mechanikai
rezonanciaval,
> hanxorokent barmilyen frekit ki tud sugarozni. Ekkor a cel inkabb a
> mechanikai rezonancia elkerulese, hogy a keszulek stabilabban
mukodjon,
> a meresek jobban reprodukalhatok legyenek.
> Jol gondolom?

Igen. Viszont tudjuk, hogy a maximalis energiat -mint ado- csak a
rezonancia frekvencian tudja a legkisebb veszteseggel lesugarozni.
Mint vevo, szinten itt a legerzekenyebb a beerkezo jelekre. Ez persze
nem csak az optimalis hatasfok celjabol erdekes, de a vetelkor
jelentkezo zavarok, parazita reflexiok, idegen zajok kiszurese
szempontjabol is fontos. Tehat csakis a rezonanciapontot erdemes
megcelozni, akar egyetlen hatarozott ping-gel (a sajat rezonanciajara
bizva), vagy direktben egy rahangolt generatorral megporgetni.
>
> > hatotavolsagra (max 8-10meter) jol mukodnek.  Nagyobb tavolsagra
mar
> > 100-300kHz frekin kell dolgozni, ahol meg nem katasztrofalis a
> > csillapitas, de mar direkt csatolasu piezoval lehet dolgozni es
>
> Direkt csatolasu = nem a levegoben terjed a hang?

 A direkt csatolas azt jelenti, hogy a piezo es a membran kozott egy
pontosan meretezett vastagsagu (lambda/4) anyag van, ami a
hanghullamok fazisazonos kicsatolasat hivatott biztositani. Vagyis,
hogy a piezo elulso feluleterol kiindulo hullamok a hatarfeluletekrol
(a fejen belul!) visszaverodve osszeadodjanak es igy jussanak ki a
membranon keresztul. A piezo vastagsagat pedig a kivant frekvencianak
lambda/2-re kell meretezni, hogy a hatrafele indulo hullamok a piezo
hatso feluleterol visszaverodve fazisban erkezzenek az elulso
feluletehez (onrezonancia). Minden hullamhossz termeszetesen az adott
anyagokban (a piezo es a csatoloreteg) terjedo hang sebessege alapjan
ertendo!!! Ezen kivul minden mas reflexiot a rezonatoron belul el kell
nyeletni!!! Ezert mindig van a piezo mogott hatteranyag is (soxor csak
levego, vagy epoxigyantaba agyazott kvarchomok, keramiagyongy, stb),
ami az itt kilepo hullamokat mar nem engedi vissza a kristalyba. A
kicsatolo tag masik fontos szerepe a kilepo sugarnyalab iranyitasa,
vagyis a fokuszalas, parhuzamositas, vagy adott esetben a szoras. Ez a
csatoloreteg  geometriajaval fugg ossze pont ugy, mint a fenysugar
elteritese optikai lencsekkel.
Ezekkel ellentetben a kommersz kapszulak felepitese roppant egyszeru.
Adott egy ''bimorf'' lapka (a nagyobb elhajlas miatt rendszerint 2
lapkabol parhuzamosan osszeragasztva es ellentetes polaritassal
gerjesztve) a szeleinel rogzitve, aminek a kozepere egy  kis aluminium
kup van felragasztva. Ez a tulajdonkeppeni kisugarzo felulet
(tulvezerles, vagy egy nagyobb ping eseten ez leugorhat onnan, es/vagy
megrepedhet a piezo lapka!). A magasabb (100kHz felett) frekvenciaju
peldanyok mar kivetel nelkul direkt csatolasuak, ami azt is jelenti,
hogy a piezo a teljes feluleten a csatolohoz, az pedig a membranhoz
ragasztott, stabil kivitelu, szinte elnyuhetetlen szerkezet. Csak
komolyabb mechanikai attrocitas, magas homerseklet, vagy depolarizalo
hatasu (a polarizalaskor alkalmazott, vagy annal magasabb feszej, ami
tobb ezer Volt) feszultseg teheti tonkre, kiveve a direkt a felsorolt
uzemmodokra kifejlesztett peldanyokat.

udv: I.
ui: talan csapongva es nehol hosszan valaszoltam, bocs'!

> Valenta Ferenc <vf at elte.hu>   Visit me at
http://ludens.elte.hu/~vf/
> "Vetkezz csak, gyonni raersz kesobb is..."