Ein akustischer Wandler ist ein elektrisches Gerät, das Schallwellenschwingungen in mechanische oder elektrische Energie umwandelt. Sie haben verschiedene praktische Anwendungen, einschließlich Tonaufnahme und Tonwiedergabe. Ein spezielles Modell, das als akustischer Ultraschallwandler bezeichnet wird, kann verwendet werden, um den Abstand zu einem Objekt sowie die Masse eines Objekts zu messen.
Zu den üblichen Arten von akustischen Wandlern, die bei der Tonaufzeichnung verwendet werden, gehören Mikrofone, Ohrhörer und Gitarren-Tonabnehmer. Diese erzeugen elektrische Energie, wenn bewegliche Teile im Inneren des Wandlers, wie z. B. elektrische Platten oder Bänder, Schallschwingungen ausgesetzt sind. Die im Wandler erzeugte elektrische Energie wird zunächst einem Verstärker zugeführt.
Der Verstärker sendet diese Energie dann an seinen endgültigen Bestimmungsort, normalerweise einen Lautsprecher oder ein Aufnahmegerät. Der Lautsprecher gibt den Ton in einer Lautstärke wieder, die das menschliche Ohr hören kann. Ein Aufnahmegerät speichert die elektrischen Signalinformationen. Der Recorder sendet das gespeicherte Signal während der Wiedergabe an einen Lautsprecher.
Ein akustischer Ultraschallwandler kann verwendet werden, um die Entfernung oder die Masse eines Objekts zu messen. Der gebräuchlichste Typ ist der piezoelektrische Schallwandler. Dazu gehört ein piezoelektrisches Keramikelement, das Ultraschallwellen erzeugt und verteilt.
Schallwellen wandern von einem piezoelektrischen Wandler durch ein als Koppelmittel bezeichnetes Material zu einem Objekt. Das Koppelmittel ist normalerweise Wasser. Schallwellen prallen vom Objekt ab und kehren in Form eines Echos zum Wandler zurück. Die Zeit, die diese Echos brauchen, um zum Wandler zurückzukehren, wird verwendet, um die Entfernung zum Objekt zu berechnen.
Unterwasser-Sound-Navigation und -Entfernung (SONAR) ist eine übliche Verwendung eines Ultraschall-Schallwandlers. SONAR verwendet gerichtete Schallwellen. Dadurch kann der SONAR-Operator die Richtung und Entfernung zu einem Objekt bestimmen.
SONAR-Systeme können aktiv oder passiv sein. Ein aktives System sendet Schallwellen aus und horcht auf Echos. Ein passives System hört auf Geräusche von Schiffen, Fischen und Landmassen.
Ein elektromagnetischer akustischer Wandler (EMAT) ist eine andere Form von Ultraschallwandler. Anstelle eines keramischen Elements ist ein Elektromagnet der Hauptbestandteil eines EMAT. Dies ist eine Art berührungsloser oder zerstörungsfreier Wandler. Im Gegensatz zu piezoelektrischen Wandlern benötigen EMATs kein Koppelmittel, um Schallwellen zu übertragen. Stattdessen werden zwei elektromagnetische Felder erzeugt, um Ultraschallwellen auszustrahlen.
EMATs können fast überall problemlos eingesetzt werden, da keine Flüssigkeit benötigt wird. EMATs können beispielsweise verwendet werden, um erdverlegte Rohre auf Fehler zu überprüfen. Ein Nachteil von EMATs im Vergleich zu piezoelektrischen Wandlern besteht darin, dass EMATs schwächere Schallfelder erzeugen.