สารานุกรมไทย
สำหรับเยาวชน เมนู 2
เล่มที่ ๒
เรื่องที่ ๑ การจำแนกและการจัดหมวดหมู่ของสัตว์
เรื่องที่ ๒ เวลา
เรื่องที่ ๓ บรรยากาศ
เรื่องที่ ๔ การตรวจอากาศ
เรื่องที่ ๕ อุตสาหกรรม
เรื่องที่ ๖ อุปกรณ์ขยายขอบเขตของสัมผัส
เรื่องที่ ๗ มหาราชในประวัติศาสตร์ไทย
เรื่องที่ ๘ การศึกษา
เรื่องที่ ๙ กรุงเทพมหานคร
เรื่องที่ ๑๐ ตราไปรษณียากรไทย
รายชื่อผู้เขียน

สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๒ / เรื่องที่ ๖ อุปกรณ์ขยายขอบเขตของสัมผัส / อุปกรณ์สำหรับใช้หยั่งของเขตของสัมผัส

อุปกรณ์สำหรับใช้หยั่งของเขตของสัมผัส
อุปกรณ์สำหรับใช้หยั่งขอบเขตของสัมผัส

เครื่องหาทิศวิทยุ


เครื่องหาทิศวิทยุ (radio direction-finding) เป็นเครื่องวิทยุที่ใช้ในการหาตำแหน่งที่อยู่ของตนเองหรือของผู้อื่น โดยอาศัยการหาทิศของสถานีส่งคลื่นวิทยุ ดังนั้นไม่ว่าจะเป็นเวลากลางคืน มีหมอกจัดเครื่องหาทิศวิทยุก็จะสามารถบอกตำแหน่งที่อยู่ได้อย่างถูกต้อง
เครื่องหาทิศวิทยุ
เครื่องหาทิศวิทยุ
ส่วนประกอบสำคัญของเครื่องหาทิศวิทยุ ได้แก่ สายอากาศรูปห่วง (loop) และสายอากาศสองแฉก (dipole) หรืออื่นๆ ถ้าใช้สายอากาศรูปห่วงจะได้รับสัญญาณแรงที่สุดเมื่อแนวแกนตั้งฉากกับทิศทางของคลื่นวิทยุ และจะได้รับสัญญาณเบาที่สุดเมื่อแนวแกนขนานกับทิศทางของคลื่นวิทยุ แต่ถ้าใช้สายอากาศสองแฉกจะได้รับสัญญาณแรงที่สุดเมื่อตัวสายอากาศตั้งฉากกับทิศทางของคลื่นวิทยุ และจะได้รับสัญญาณเบาที่สุดเมื่อตัวสายอากาศขนานกับทิศทางของคลื่นวิทยุ
โดยการหันสายอากาศรับคลื่นวิทยุที่ส่งมาจากสถานีส่งแล้วคอยวัดความแรงของสัญญาณ นักบินต้นหน หรือเจ้าหน้าที่ ก็จะสามารถคำนวณหาตำแหน่งที่อยู่ได้อย่างถูกต้อง
เรดาร์

เรดาร์ (radar) เป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ สำหรับตรวจหาวัตถุที่อยู่ในระยะรัศมีของเรดาร์ และทำให้เห็นบนจอได้ เครื่องเรดาร์ดีกว่านัยน์ตามนุษย์ตรงที่อาจค้นหาวัตถุได้ทั้งในเวลากลางคืน และในเวลาที่หมอกลงจัด สิ่งที่เครื่องเรดาร์อาจหาพบได้แก่ เรือ เครื่องบิน เกาะชายฝั่งทะเล พายุ และอื่นๆ ดังนั้นเครื่องมือชนิดนี้จึงเป็นประโยชน์มากในการเดินเรือ เดินอากาศ และยังช่วยงานอุตุนิยมวิทยาได้อีกด้วย
เสาอากาศของเครื่องเรดาร์
เสาอากาศของเครื่องเรดาร์
ส่วนประกอบสำคัญของเครื่องเรดาร์ ได้แก่ เครื่องรับ เครื่องส่ง สายอากาศ และจานสะท้อนคลื่นที่หมุนได้รอบตัว เครื่องส่งทำหน้าที่ส่งคลื่นวิทยุคลื่นสั้นมากออกไป ส่วนสายอากาศพร้อมทั้งจานสะท้อนคลื่น จะบังคับคลื่นวิทยุที่ส่งออกไปเป็นลำแคบๆ เครื่องรับมีจอรับภาพเป็นส่วนประกอบสำคัญจอรับภาพมีลักษณะคล้ายจอโทรทัศน์ ภาพที่ปรากฏ ซึ่งเป็นเพียงจุดสว่างบนจอ จะบอกให้ทราบว่าวัตถุที่ตรวจพบเป็นอะไร อยู่ที่ตำแหน่งไหน และห่างไกลออกไปเท่าใด
เครื่องเรดาร์
เครื่องเรดาร์
เครื่องเรดาร์สามารถทำงานได้รวดเร็วมาก เพราะคลื่นวิทยุที่ส่งออกไปเดินทางได้เร็วเท่ากับแสง (๑ วินาที ไปได้ไกล ๑๘๖,๐๐๐ ไมล์) เครื่องส่งจะส่งคลื่นวิทยุออกไปเป็นห้วงๆ ห้วงหนึ่งใช้เวลาสั้นมาก ขนาดเศษส่วนของวินาที
จอเรดาร์แบบพีพีไอ
จอเรดาร์แบบพีพีไอ
เมื่อคลื่นวิทยุเดินทางไปกระทบวัตถุทึบ เช่น เรือ เครื่องบิน แผ่นดิน ฯลฯ ไม่อาจเคลื่อนที่ผ่านไปได้ ก็จะสะท้อนกลับมาเข้าเครื่องรับ ที่ตัวเครื่องเรดาร์ (ทำนองเดียวกับเสียงสะท้องกลับเป็นเสียงก้อง) ปรากฏเป็นภาพขึ้นบนจอเรดาร์
การแสดงตำแหน่งของวัตถุบนจอเรดาร์มีแตกต่างกันเป็น ๒ แบบใหญ่

แบบที่หนึ่ง


เรียกชื่อว่า เอ-สโคพ (A-scope) แบบนี้จะปรากฏเป็นจุดสว่างวิ่งจากซ้ายไปขวาอยู่ตลอดเวลา เมื่อสัญญาณสะท้อนกลับมาถึง สัญญาณสะท้อนกลับจะบังคับจุดสว่างให้เบี่ยงเบนไปเป็นขีดจากสเกลที่ขีดไว้จะรู้ได้ว่าวัตถุอยู่ห่างไกลออกไปเท่าใด ส่วนทิศทางของวัตถุดูได้จากทิศทางของสายอากาศ

แบบที่สอง

เรียกชื่อว่า พีพีไอ (PPI ย่อมาจาก plan position indicator) แบบนี้จะปรากฏเป็นจุดสว่างวิ่งเรียงเป็นรัศมีจากกลางจอกวาดวนไปรอบๆ จากกลางจอเป็นรูปก้นหอย เมื่อมีสัญญาณสะท้อนกลับมาถึง สัญญาณเหล่านั้นจะบังคับให้จุดสว่างมีความสว่างมากน้อยต่างกัน และประกอบกันเป็นภาพเครื่องเรดาร์ที่ใช้กันในเรือรบ เรือสินค้าหรือเรือเดินสมุทรอาจจะใช้หลายแบบหรือหลายเครื่อง ตามจุดมุ่งหมาย เช่น ทำการตรวจหาวัตถุบนผิวน้ำก็ใช้เรดาร์พีพีไอ ถ้าจะยิงปืนต้องใช้เรดาร์แบบเอ-สโค

โซนาร์

เครื่องโซนาร์ (sonar) ย่อมาจาก sound navigation and ranging) เป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ สำหรับตรวจหาวัตถุใต้น้ำ มีหลักการทำงานทำนองเดียวกับเครื่องเรดาร์ แต่โซนาร์ใช้คลื่นเสียง และต้องใช้ในน้ำ แทนที่จะใช้ในอากาศดังเช่นเรดาร์เครื่องโซนาร์อาจใช้ค้นหาเรือดำน้ำ หาตำแหน่งของเรือที่จมในทะเล หาฝูงปลาและหยั่งความลึกของท้องทะเลได้อย่างดี

หลักการทำงานของเครื่องโซนาร์ เริ่มต้นจากเครื่องโซนาร์ส่งเสียงที่มีความถี่สูงเกินกว่าหูมนุษย์จะได้ยิน (คลื่นเหนือเสียง) ผ่านไปในน้ำ เสียงนั้นมีความถี่ประมาณ ๕๐,๐๐๐ รอบต่อวินาที เมื่อเสียงนั้นเดินทางไปกระทบวัตถุ เช่น เรือดำน้ำ หรือพื้นทะเล ก็จะสะท้อนกลับมาเข้าเครื่องรับ โดยการวัดช่องเวลาที่เสียงเดินทางไปและกลับ ก็จะสามารถคำนวณหาระยะทางของวัตถุจากความเร็วของคลื่นเสียงใต้น้ำได้
การใช้เครื่องโซนาร์ค้นหาฝูงปลาหรือเรือดำน้ำ
การใช้เครื่องโซนาร์ค้นหาฝูงปลาหรือเรือดำน้ำ
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
การหาความลึกของน้ำทะเลด้วยเครื่องโซนาร์
การหาความลึกของน้ำทะเลด้วยเครื่องโซนาร์
๑. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้สมบัติในการเกิดอำนาจแม่เหล็กของโลหะบางชนิด (transducer magneto-striction) ใช้หลอดนิกเกิลรูปทรงกระบอกจำนวนมากยึดติดไว้กับแผ่นไดอะแฟรมบางๆ หลอดนิกเกิลทุกหลอดมีขดลวดพันอยู่โดยรอบ เมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด ทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก หลอดนิกเกิลจะหดตัว ทำให้ยืดๆ หดๆ ตามจังหวะสัญญาณไฟฟ้า การยืดและหดตัวสลับกันไปนี้ จะทำให้แผ่นไดอะแฟรมเคลื่อนไหวและจะทำให้เกิดเสียง แต่ในทางตรงกันข้าม ถ้ามีเสียงสะท้อนเข้ามา ก็จะเกิดสัญญาณไฟฟ้าขึ้นที่ขดลวด ทรานสดิวเซอร์แบบนี้เหมาะสำหรับใช้ในงานวัดระยะ

๒. ทรานสดิวเซอร์ที่อาศัยสมบัติของผลึกแร่บางชนิด ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อได้รับแรงดัน (transducer piezoelectric) ใช้ผลึกของแร่ควอตซ์ หรือโรเชลล์ซอลต์ (rochelle salt เป็นเกลือทาเทรตของโซเดียมและโพแทสเซียม) จำนวนมากติดกับแผ่นไดอะแฟรม เมื่อมีไฟฟ้าผ่านเข้าผลึก จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเป็นเสียงขึ้น ในทางตรงข้ามถ้ามีเสียงเดินทางมาถูกแผ่นไดอะแฟรม จะทำให้เกิดไฟฟ้าขึ้นที่ผิวของผลึก ทรานสดิวเซอร์แบบนี้เหมาะสำหรับใช้ในการเฝ้าฟังเสียง แต่มีข้อเสียตรงที่ส่งคลื่นได้ไม่แรง และผลึกอาจแตกได้ง่าย ถ้าแรงดันไฟฟ้าที่ผ่านผลึกแรงเกินไป
หัวข้อก่อนหน้า หัวข้อถัดไป