¿Qué es un transductor ultrasónico?

Un transductor ultrasónico es un componente eléctrico que convierte las ondas de sonido ultrasónicas más allá del alcance del oído humano en señales eléctricas de corriente alterna (CA) o corriente continua (CC) que luego se transmiten o graban. Por lo general, dichos dispositivos se basan en cristales que demuestran un efecto piezoeléctrico, que conduce corriente eléctrica en respuesta a tensiones mecánicas o vibraciones. Los cristales tienen una salida directamente proporcional a la fuerza de la onda de sonido o tensión de entrada, y esto los convierte en dispositivos de medición útiles como un transductor ultrasónico.

Las aplicaciones para la electrónica basada en transductores ultrasónicos incluyeron el uso en los primeros controles remotos de televisión como dispositivos de señal y, a partir de 2011, en los anemómetros utilizados por las estaciones meteorológicas para controlar el rumbo y la velocidad del viento. Se utilizan en aplicaciones industriales para monitorear el nivel de líquido en un tanque, y en automóviles modernos a partir de 2011 para sensores de ubicación de eco para indicar objetos cercanos al camino de un vehículo que retrocede o se estaciona en un garaje . Dado que un transductor ultrasónico también puede desempeñar el papel de un transmisor ultrasónico a través de la energía eléctrica de entrada, en muchos casos ofrecen la capacidad de un tipo de sonda primitiva. Las ondas de sonido pueden reflejarse en una superficie y la distancia a esa superficie puede medirse por el tiempo y la frecuencia de la onda que rebota.

Los dispositivos eléctricos que convierten una forma de energía en otra, como los sensores ultrasónicos, a menudo tienen aplicaciones generalizadas en la electrónica y la industria. Ahora existen muchos usos diversos para el transductor ultrasónico, incluso en controles ambientales para edificios, como en humidificadores donde vaporizan la superficie del agua, y en alarmas antirrobo para detectar objetos que se mueven dentro de un camino despejado. La ecografía también se basa en el principio de un transductor ultrasónico en medicina, donde se emplean ondas sonoras de 1 a 30 megahercios para generar de forma remota imágenes del estado de los músculos, órganos internos y vasos sanguíneos en el cuerpo humano, así como el estado de un feto durante el embarazo

Desde la era de la década de 1940, el transductor ultrasónico se ha incorporado al equipo de prueba para detectar fallas en una variedad de aplicaciones relacionadas con la sonda. Se pueden usar para encontrar grietas finas, huecos o secciones porosas en cimientos de concreto y construcción, soldaduras de metal dañadas o fracturadas, y fallas en otros materiales como plástico, cerámica y materiales compuestos. Los dispositivos son versátiles porque las ondas de sonido que emiten se verán afectadas por cualquier medio, ya sea líquido, sólido o gaseoso. Sin embargo, con un detector utilizado para medir el estado del gas, generalmente se coloca un gel intermedio entre el gas y el transductor ultrasónico, ya que las ondas de sonido se conducen y registran mal en un medio gaseoso.

El campo de detección de fallas para la tecnología ultrasónica se divide en cinco tipos diferentes de diseños de transductores: contacto, haz angular, línea de retardo, inmersión y transductores de doble elemento. Los transductores de contacto deben tener una proximidad de contacto cercana a lo que están midiendo, como un buscador de postes en el sector de la construcción utilizado para detectar vigas de madera detrás de las paredes. Un transductor de inmersión es resistente al agua y se coloca en un flujo de fluido. Tanto el haz angular como las formas de línea de retardo de un transductor ultrasónico se utilizan para medir soldaduras y en condiciones de altas temperaturas. El transductor de doble elemento es simultáneamente un transmisor y un receptor para el monitoreo continuo de superficies rugosas o potencialmente defectuosas.