Ένας ακουστικός μετατροπέας είναι μια ηλεκτρική συσκευή που καλύπτει τις δονήσεις των ηχητικών κυμάτων σε μηχανική ή ηλεκτρική ενέργεια. Έχουν διάφορες πρακτικές εφαρμογές, όπως ηχογράφηση και αναπαραγωγή ήχου. Ένα εξειδικευμένο μοντέλο, που ονομάζεται ακουστικός μετατροπέας υπερήχων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της απόστασης, καθώς και της μάζας ενός αντικειμένου.
Οι συνήθεις τύποι ακουστικών μετατροπέων που χρησιμοποιούνται στην ηχογράφηση περιλαμβάνουν μικρόφωνα, ακουστικά και λαβές κιθάρας. Αυτά δημιουργούν ηλεκτρική ενέργεια όταν κινούμενα μέρη στο εσωτερικό του μορφοτροπέα, όπως ηλεκτρικές πλάκες ή κορδέλες, εκτίθενται σε ηχητικές δονήσεις. Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται στο εσωτερικό του μορφοτροπέα αποστέλλεται πρώτα σε έναν ενισχυτή.
Στη συνέχεια, ο ενισχυτής στέλνει αυτήν την ενέργεια στον τελικό του προορισμό, συνήθως ένα μεγάφωνο ή συσκευή εγγραφής. Το μεγάφωνο αναπαράγει τον ήχο σε επίπεδο που μπορεί να ακούσει το ανθρώπινο αυτί. Μια συσκευή εγγραφής θα διατηρήσει τις πληροφορίες ηλεκτρικού σήματος. Η συσκευή εγγραφής θα στείλει το αποθηκευμένο σήμα σε ένα μεγάφωνο κατά την αναπαραγωγή.
Ένας ακουστικός μετατροπέας υπερήχων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της απόστασης ή της μάζας ενός αντικειμένου. Ο πιο κοινός τύπος είναι ο πιεζοηλεκτρικός ακουστικός μετατροπέας. Αυτά περιλαμβάνουν ένα πιεζοηλεκτρικό κεραμικό στοιχείο που δημιουργεί και διανέμει υπερηχητικά ηχητικά κύματα.
Τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν σε ένα αντικείμενο από έναν πιεζοηλεκτρικό μορφοτροπέα μέσω υλικού που ονομάζεται σύνδεσμος. Η σύζευξη είναι συνήθως νερό. Τα ηχητικά κύματα αναπηδούν από το αντικείμενο και επιστρέφουν στον μορφοτροπέα με τη μορφή ηχούς. Ο χρόνος που χρειάζεται για να επιστρέψουν αυτές οι ηχώ στον μορφοτροπέα χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της απόστασης από το αντικείμενο.
Η υποβρύχια πλοήγηση και εμβέλεια ήχου (SONAR) είναι μια κοινή χρήση ενός ακουστικού μορφοτροπέα υπερήχων. Το SONAR χρησιμοποιεί κατευθυντικές δέσμες ηχητικών κυμάτων. Αυτό επιτρέπει στον χειριστή SONAR να προσδιορίσει την κατεύθυνση και την απόσταση από ένα αντικείμενο.
Τα συστήματα SONAR μπορεί να είναι ενεργά ή παθητικά. Ένα ενεργό σύστημα εκπέμπει ηχητικά κύματα και ακούει για ηχώ. Ένα παθητικό σύστημα ακούει τους θορύβους που προκαλούνται από πλοία, ψάρια και χερσαίες μάζες.
Ένας ηλεκτρομαγνητικός ακουστικός μορφοτροπέας (EMAT) είναι μια άλλη μορφή μορφοτροπέα υπερήχων. Αντί για ένα κεραμικό στοιχείο, ένας ηλεκτρομαγνήτης είναι το κύριο συστατικό ενός EMAT. Αυτός είναι ένας τύπος μορφοτροπέα χωρίς επαφή ή μη καταστροφικό. Σε αντίθεση με τους πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς, τα EMAT δεν χρειάζονται σύνδεσμο για τη μεταφορά ηχητικών κυμάτων. Αντίθετα, δύο ηλεκτρομαγνητικά πεδία δημιουργούνται για την εκταμίευση υπερηχητικών κυμάτων.
Τα EMAT μπορούν εύκολα να χρησιμοποιηθούν σχεδόν οπουδήποτε, καθώς δεν απαιτείται υγρό. Για παράδειγμα, τα EMAT μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο ελαττωμάτων σε υπόγειους σωλήνες. Ένα μειονέκτημα των EMAT, σε σύγκριση με τους πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς, είναι ότι οι EMAT δημιουργούν ασθενέστερα ηχητικά πεδία.