I suoni si sentono ovunque in natura, tranne che nel vuoto dello spazio. Gli esseri umani e gli animali spesso si affidano al suono per la comunicazione, la navigazione e le informazioni sulla posizione. Quando gli esseri umani hanno bisogno di interpretare i suoni al di sopra della portata dell’udito, un circuito a ultrasuoni può creare, inviare e ricevere segnali ad alta frequenza.
Gli ultrasuoni sono onde sonore con frequenze superiori a quelle normalmente rilevabili dall’orecchio umano. Le frequenze ultrasoniche tipiche sono maggiori di 20,000 Hertz (20 kHz), o cicli, al secondo. I suoni ad alta frequenza hanno una vasta gamma di usi, tra cui la misurazione della distanza, gli usi medici e i dispositivi di sicurezza.
Le onde sonore possono essere utilizzate per misurare le distanze. Un circuito a ultrasuoni può creare un impulso sonoro ad alta frequenza di breve durata che viaggerà attraverso l’aria o l’acqua, misurando la quantità di tempo necessaria all’impulso per tornare al dispositivo. Il software calcola quindi la distanza dall’oggetto. La velocità del suono è diversa a seconda che sia presente aria o acqua, quindi il software può correggere il tipo di acqua, la temperatura e la densità.
Il sonar, o navigazione sonora e raggio d’azione, viene utilizzato nelle navi e nei sottomarini per la navigazione e il rilevamento. Si tratta di un circuito a ultrasuoni che utilizza trasduttori per inviare e ricevere gli impulsi sonori per il rilevamento di altre imbarcazioni o di elementi subacquei. Vengono utilizzati impulsi brevi anziché una frequenza continua per fornire più energia sonora per la precisione.
Un altro uso degli ultrasuoni sonar è per l’ispezione di strutture sottomarine, geologia e ricerca e soccorso. I dispositivi sonar portatili possono essere fissati o rimorchiati dietro navi di superficie. Questi dispositivi inviano impulsi ultrasonici nelle direzioni desiderate e creano immagini di strutture sottomarine basate sui suoni riflessi. I dispositivi fishfinder utilizzati su pescherecci privati e commerciali utilizzano un sistema simile per rilevare banchi di pesci sotto una barca.
Un circuito ad ultrasuoni può essere utilizzato come dispositivo di imaging medico ed è generalmente indicato come macchina ad ultrasuoni. Il circuito produce una frequenza ultrasonica focalizzata in una sonda portatile che può essere posizionata sul corpo di un paziente. Il software elabora i suoni riflessi e crea un’immagine degli organi interni su un monitor. Le immagini risultanti possono essere utilizzate per la diagnostica medica, l’osservazione del cuore e dei vasi sanguigni e l’osservazione prenatale di un feto, o nascituro, all’interno della madre.
Le frequenze ultrasoniche possono viaggiare attraverso materiali solidi e possono essere utilizzate come strumento diagnostico. Un dispositivo portatile simile a una macchina ad ultrasuoni può essere utilizzato su ponti, recipienti a pressione o altre apparecchiature per cercare difetti interni o crepe prima del guasto. Questa tecnologia viene utilizzata per i test non distruttivi delle parti strutturali degli aeromobili durante le ispezioni di routine. Può trovare crepe molto piccole e aree affaticate da ripetuti decolli, atterraggi e sollecitazioni in volo.
Il suono può essere utilizzato per fornire segnali utilizzati per i sistemi di sicurezza. Il principio è lo stesso del sonar o degli ultrasuoni, con una frequenza inviata e ricevuta da un circuito ultrasonico. In questo caso, qualsiasi segnale ricevuto che indichi un movimento può attivare un circuito di allarme. Questi sistemi possono essere utilizzati dove i sistemi di sicurezza a infrarossi o con rilevamento del calore non funzionano correttamente a causa della temperatura o di altre condizioni.