سرکٹ کو دو سطحوں یا دیواروں کے درمیان فاصلے کی پیمائش کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
بنیادی کام کرنا
الٹراساؤنڈ آوازوں کی رینج کا حصہ ہیں جو انسانی کانوں کے لیے ان کی فریکوئنسی کی وجہ سے ناقابل سماعت ہیں، جو کہ 25 کلو ہرٹز سے زیادہ ہے۔ تاہم، یہ درحقیقت صوتی لہریں ہیں جن کے کمپریشن میں تغیرات ایک میڈیم سے دوسرے میڈیم میں اسی رفتار سے پھیلتی ہیں جتنی قابل سماعت آواز۔
واضح رہے کہ یہ رفتار تقریباً 20 ڈگری سیلسیس پر 330 میٹر فی سیکنڈ ہے۔ دو لگاتار پریشر میکسما کے درمیان فاصلے کو طول موج کہا جاتا ہے، اور یہ بنیادی طور پر الٹراساؤنڈز کی فریکوئنسی پر منحصر ہے۔
موجودہ ایپلی کیشن میں، فریکوئنسی 40 کلو ہرٹز ہے، جو 25 مائیکرو سیکنڈز کی مدت کے مطابق ہے۔ نتیجے کے طور پر، طول موج (λ) فارمولہ λ = V × T، جو کہ 20°C پر تقریباً 8.25 ملی میٹر ہے۔
آواز کی طرح، الٹراساؤنڈ رکاوٹوں کی عکاسی کرتے ہیں۔ کسی نقطہ اور رکاوٹ کے درمیان الٹراسونک سگنل کے آگے پیچھے (ایکو کی شکل میں) سفر کرنے میں لگنے والے وقت کی درست پیمائش کرکے، ماخذ اور رکاوٹ کے درمیان فاصلے (d) کا تعین کرنا آسان ہے۔
اس صورت میں، اگر dt ناپے ہوئے وقت کی نمائندگی کرتا ہے، تو رشتہ 2d = V × dt لکھا جا سکتا ہے، جس سے d کی قدر اخذ کی جا سکتی ہے۔ الٹراساؤنڈز کی یہ خاصیت ہے جس کا اس مضمون میں بیان کردہ الیکٹرانک پیمائشی ٹیپ سرکٹ میں استحصال کیا جاتا ہے۔
سرکٹ ڈایاگرام
آپریٹنگ اصول
ایک آلہ الٹراسونک ٹرانسمیٹر اور رسیور پر مشتمل ہوتا ہے، ایک کیپسول کی شکل میں، ساتھ ساتھ رکھا جاتا ہے اور نیچے کی طرف ہوتا ہے۔
وہ زمین سے 2 میٹر کے فاصلے پر الگ ہوائی جہاز میں واقع ہیں۔ الٹراساؤنڈ لہریں فرد کی کھوپڑی سے منعکس ہوتی ہیں، جس کا سائز ہم ناپنا چاہتے ہیں۔
یہ سگنل وقفے وقفے سے خارج ہوتے ہیں۔
ایک ٹائمنگ ڈیوائس الٹراسونک ٹرانس ڈوسرز کے پوزیشن پلین اور فرد کی کھوپڑی کے درمیان وقت اور اس طرح فاصلے کی پیمائش کرتی ہے۔
یہ فاصلہ، متناسب وقت کی گنتی سے متعین ہوتا ہے، 2 میٹر سے منہا کیا جاتا ہے۔
مثال کے طور پر، اگر یہ فاصلہ 17 سینٹی میٹر ہے، تو فرد کی اونچائی 1.83 میٹر ہے۔
دوسرے انکلوژر میں آنکھوں کے سامنے رکھے گئے 7 سیگمنٹ کے تین ڈسپلے کے ذریعے اونچائی کا اشارہ براہ راست پڑھنے کے قابل ہے۔
بجلی کی فراہمی
توانائی 220V مینز سے سوئچ I کے ذریعے چالو ٹرانسفارمر کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے۔
ثانوی طرف، 12V کی متبادل صلاحیت حاصل کی جاتی ہے، جسے ڈائیوڈ پل کے ذریعے درست کیا جاتا ہے۔ Capacitor C1 ابتدائی فلٹرنگ کرتا ہے۔
7809 ریگولیٹر کے آؤٹ پٹ پر، 9V کی مستقل صلاحیت حاصل کی جاتی ہے، اور Capacitor C2 اضافی فلٹرنگ فراہم کرتا ہے۔
Capacitor C3 باقی سرکٹ کو بجلی کی فراہمی کو جوڑتا ہے۔
ٹائم بیس
IC1 کے NOR گیٹس lll اور IV ایک مستحکم ملٹی وائبریٹر بناتے ہیں۔
اس طرح کا سرکٹ اپنے آؤٹ پٹ پر مربع لہر کی دالیں پیدا کرتا ہے، جس کی مدت بنیادی طور پر R2 اور C4 کی قدروں سے طے ہوتی ہے۔
موجودہ صورت میں، یہ مدت تقریباً 0.5 سیکنڈ ہے۔
یہ پیمائش کی متواتریت کی بنیاد بناتا ہے۔
Capacitor C5، ریزسٹر R4، اور diode D1 ایک ٹائمنگ ڈیوائس تشکیل دیتے ہیں۔
D1 کے کیتھوڈ پر، ہر 0.5 سیکنڈ میں مختصر مثبت دالیں دیکھی جاتی ہیں، جس کے نتیجے میں ملٹی وائبریٹر کے ذریعے پیدا ہونے والے سگنلز کے بڑھتے ہوئے کناروں کے دوران C5 سے R4 کی تیزی سے چارج ہوتی ہے۔
الٹراسونک سگنل کا حکم
IC1 کے NOR گیٹس I اور II کو یکسر فلپ فلاپ کے طور پر ترتیب دیا گیا ہے۔ ہر کمانڈ پلس کے لیے، اس فلپ فلاپ کے آؤٹ پٹ پر ایک اعلیٰ حالت کا مشاہدہ کیا جاتا ہے، جس کا دورانیہ بنیادی طور پر R10 اور C7 کی قدروں سے کیلیبریٹ کیا جاتا ہے۔
موجودہ ایپلی کیشن میں، یہ دورانیہ 150 مائیکرو سیکنڈز پر سیٹ کیا گیا ہے۔
الٹراساؤنڈ کا متواتر اخراج
IC3 کے NAND گیٹس III اور IV کو کمانڈ سے چلنے والے مستحکم ملٹی وائبریٹر کے طور پر ترتیب دیا گیا ہے۔ جب تک کنٹرول ان پٹ کم رہتا ہے، آؤٹ پٹ بھی کم رہتا ہے۔
تاہم، اگر کنٹرول ان پٹ پر ایک اعلی حالت پیش کی جاتی ہے، تو آؤٹ پٹ پر مربع لہر کی دالیں دیکھی جاتی ہیں۔ ایڈجسٹ ایبل جزو A1 کو ایڈجسٹ کرکے، ان دالوں کا دورانیہ 25 مائیکرو سیکنڈز پر سیٹ کیا جاتا ہے، جو 40 kHz کی فریکوئنسی کے مساوی ہے۔
الٹراسونک ٹرانسمیٹر ٹرانسڈیوسر، پیزو الیکٹرک ٹیکنالوجی پر مبنی، NAND گیٹ III کے ان پٹ/آؤٹ پٹس سے منسلک ہے۔
اس ٹرانسڈیوسر کے ٹرمینلز پر، 40 kHz فریکوئنسی کی مربع لہر دالیں حاصل کی جاتی ہیں، لیکن 18V کے طول و عرض (یعنی زیادہ سے زیادہ اور کم از کم کے درمیان فرق) کے ساتھ، جو الٹراسونک ٹرانسمیشن کی شدت کو بڑھاتا ہے۔
