เครื่องโซนาร์ (sonar) ย่อมาจาก sound navi-gation and ranging) เป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์สำหรับตรวจหาวัตถุใต้น้ำ มีหลักการทำงานทำนองเดียวกับเครื่องเรดาร์ แต่โซนาร์ใช้คลื่นเสียง และต้องใช้ในน้ำ แทนที่จะใช้ในอากาศดังเช่นเรดาร์เครื่องโซนาร์อาจใช้ค้นหาเรือดำน้ำ หาตำแหน่งของเรือที่จมในทะเล หาฝูงปลาและหยั่งความลึกของท้องทะเลได้อย่างดี
หลักการทำงานของเครื่องโซนาร์ เริ่มต้นจากเครื่องโซนาร์ส่งเสียงที่มีความถี่สูงเกินกว่าหูมนุษย์จะได้ยิน (คลื่นเหนือเสียง) ผ่านไปในน้ำ เสียงนั้นมีความถี่ประมาณ ๕๐,๐๐๐ รอบต่อวินาที เมื่อเสียงนั้นเดินทางไปกระทบวัตถุ เช่น เรือดำน้ำ หรือพื้นทะเล ก็จะสะท้อนกลับมาเข้าเครื่องรับ โดยการวัดช่องเวลาที่เสียงเดินทางไปและกลับ ก็จะสามารถคำนวณหาระยะทางของวัตถุจากความเร็วของคลื่นเสียงใต้น้ำได้
หลักการทำงานของเครื่องโซนาร์ เริ่มต้นจากเครื่องโซนาร์ส่งเสียงที่มีความถี่สูงเกินกว่าหูมนุษย์จะได้ยิน (คลื่นเหนือเสียง) ผ่านไปในน้ำ เสียงนั้นมีความถี่ประมาณ ๕๐,๐๐๐ รอบต่อวินาที เมื่อเสียงนั้นเดินทางไปกระทบวัตถุ เช่น เรือดำน้ำ หรือพื้นทะเล ก็จะสะท้อนกลับมาเข้าเครื่องรับ โดยการวัดช่องเวลาที่เสียงเดินทางไปและกลับ ก็จะสามารถคำนวณหาระยะทางของวัตถุจากความเร็วของคลื่นเสียงใต้น้ำได้
โซนาร์อาจแบ่งออกไปได้เป็น ๒ แบบตามลักษณะของการส่งคลื่นเสียง คือ
๑. โซนาร์แบบส่อง (search-light type sonar) โซนาร์ แบบนี้ส่งคลื่นเสียงออกไปเป็นมุมจำกัด
๒. โซนาร์แบบกราด (scanning type sonar) โซนาร์แบบนี้ ส่งคลื่นเสียงกระจายออกไปรอบตัวเป็นรูปวงแหวนด้วยกำลังเท่ากันทุกทิศ
คลื่นเสียงที่เครื่องโซนาร์ส่งออก เป็นคลื่นเสียงที่เปลี่ยนมาจากสัญญาณไฟฟ้า การเปลี่ยนคลื่นเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้า และการเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้ากลับเป็นคลื่นเสียง ต้องใช้อุปกรณ์ที่มีชื่อเรียกว่า ทรานสดิวเซอร์ (transducer) มี ๒ แบบ คือ
๑. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้สมบัติในการเกิดอำนาจแม่เหล็กของโลหะบางชนิด (transducer magneto-striction)ใช้หลอดนิกเกิลรูปทรงกระบอกจำนวนมากยึดติดไว้กับแผ่นไดอะแฟรมบางๆ หลอดนิกเกิลทุกหลอดมีขดลวดพันอยู่โดยรอบ เมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด ทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก หลอดนิกเกิลจะหดตัว ทำให้ยืดๆ หดๆ ตามจังหวะสัญญาณไฟฟ้าการยืดและหดตัวสลับกันไปนี้ จะทำให้แผ่นไดอะแฟรมเคลื่อนไหวและจะทำให้เกิดเสียง แต่ในทางตรงกันข้าม ถ้ามีเสียงสะท้อนเข้ามา ก็จะเกิดสัญญาณไฟฟ้าขึ้นที่ขดลวด ทรานสดิวเซอร์แบบนี้เหมาะสำหรับใช้ในงานวัดระยะ
๒. ทรานสดิวเซอร์ที่อาศัยสมบัติของผลึกแร่บางชนิด ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อได้รับแรงดัน (transducer piezoelectric) ใช้ผลึกของแร่ควอตซ์หรือโรเชลล์ซอลต์ (rochelle salt เป็นเกลือทาเทรตของโซเดียมและโพแทสเซียม) จำนวนมากติดกับแผ่นไดอะแฟรม เมื่อมีไฟฟ้าผ่านเข้าผลึก จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเป็นเสียงขึ้น ในทางตรงข้ามถ้ามีเสียงเดินทางมาถูกแผ่นไดอะแฟรม จะทำให้เกิดไฟฟ้าขึ้นที่ผิวของผลึก ทรานสดิวเซอร์แบบนี้เหมาะสำหรับใช้ในการเฝ้าฟังเสียง แต่มีข้อเสียตรงที่ส่งคลื่นได้ไม่แรง และผลึกอาจแตกได้ง่าย ถ้าแรงดันไฟฟ้าที่ผ่านผลึกแรงเกินไป
๑. โซนาร์แบบส่อง (search-light type sonar) โซนาร์ แบบนี้ส่งคลื่นเสียงออกไปเป็นมุมจำกัด
๒. โซนาร์แบบกราด (scanning type sonar) โซนาร์แบบนี้ ส่งคลื่นเสียงกระจายออกไปรอบตัวเป็นรูปวงแหวนด้วยกำลังเท่ากันทุกทิศ
คลื่นเสียงที่เครื่องโซนาร์ส่งออก เป็นคลื่นเสียงที่เปลี่ยนมาจากสัญญาณไฟฟ้า การเปลี่ยนคลื่นเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้า และการเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้ากลับเป็นคลื่นเสียง ต้องใช้อุปกรณ์ที่มีชื่อเรียกว่า ทรานสดิวเซอร์ (transducer) มี ๒ แบบ คือ
๑. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้สมบัติในการเกิดอำนาจแม่เหล็กของโลหะบางชนิด (transducer magneto-striction)ใช้หลอดนิกเกิลรูปทรงกระบอกจำนวนมากยึดติดไว้กับแผ่นไดอะแฟรมบางๆ หลอดนิกเกิลทุกหลอดมีขดลวดพันอยู่โดยรอบ เมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด ทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก หลอดนิกเกิลจะหดตัว ทำให้ยืดๆ หดๆ ตามจังหวะสัญญาณไฟฟ้าการยืดและหดตัวสลับกันไปนี้ จะทำให้แผ่นไดอะแฟรมเคลื่อนไหวและจะทำให้เกิดเสียง แต่ในทางตรงกันข้าม ถ้ามีเสียงสะท้อนเข้ามา ก็จะเกิดสัญญาณไฟฟ้าขึ้นที่ขดลวด ทรานสดิวเซอร์แบบนี้เหมาะสำหรับใช้ในงานวัดระยะ
๒. ทรานสดิวเซอร์ที่อาศัยสมบัติของผลึกแร่บางชนิด ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อได้รับแรงดัน (transducer piezoelectric) ใช้ผลึกของแร่ควอตซ์หรือโรเชลล์ซอลต์ (rochelle salt เป็นเกลือทาเทรตของโซเดียมและโพแทสเซียม) จำนวนมากติดกับแผ่นไดอะแฟรม เมื่อมีไฟฟ้าผ่านเข้าผลึก จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเป็นเสียงขึ้น ในทางตรงข้ามถ้ามีเสียงเดินทางมาถูกแผ่นไดอะแฟรม จะทำให้เกิดไฟฟ้าขึ้นที่ผิวของผลึก ทรานสดิวเซอร์แบบนี้เหมาะสำหรับใช้ในการเฝ้าฟังเสียง แต่มีข้อเสียตรงที่ส่งคลื่นได้ไม่แรง และผลึกอาจแตกได้ง่าย ถ้าแรงดันไฟฟ้าที่ผ่านผลึกแรงเกินไป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น