Każdy z nas wielokrotnie słyszał wyrażenie "ultradźwięki" - w tym artykule przyjrzymy się, czym jest, jak powstaje i do czego służy.
Koncepcja „ultradźwięków”
Ultradźwięki to wibracje mechaniczne, które są znacznie wyższe niż zakres częstotliwości, który słyszy ludzkie ucho. Oscylacje ultradźwięków przypominają nieco falę podobną do światła. Ale w przeciwieństwie do fal świetlnych, które rozchodzą się tylko w próżni, ultradźwięki potrzebują elastycznego ośrodka - cieczy, gazu lub innego ciała stałego.
Podstawowe parametry ultradźwięków
Za główne parametry fali ultradźwiękowej uważa się długość fali i okres. Czas potrzebny na pełny cykl nazywa się okresem fali i jest mierzony w sekundach.
Nadajnik ultradźwiękowy jest uważany za najpotężniejszy generator fal ultradźwiękowych. Człowiek nie słyszy częstotliwości ultradźwiękowej, ale jego ciało jest w stanie ją wyczuć. Innymi słowy, ucho ludzkie odbiera fale ultradźwiękowe, ale część mózgu odpowiedzialna za słyszenie nie jest w stanie rozszyfrować tej fali dźwiękowej. Nieprzyjemny dla ludzkiego słuchuwysokiej częstotliwości, ale jeśli podniesiesz częstotliwość o jeszcze jeden zakres, to dźwięk całkowicie zniknie - pomimo tego, że jest w częstotliwości ultradźwiękowej. A mózg podejmuje wysiłki, aby bezskutecznie go rozszyfrować, z tego powodu osoba ma straszny ból głowy, zawroty głowy, nudności i inne niezbyt przyjemne odczucia.
Generatory drgań ultradźwiękowych są wykorzystywane we wszystkich dziedzinach techniki i nauki. Na przykład ultradźwięki mogą nie tylko prać ubrania, ale także spawać metal. We współczesnym świecie ultradźwięki są aktywnie wykorzystywane w maszynach rolniczych do odstraszania gryzoni, ponieważ ciało większości zwierząt jest przystosowane do komunikowania się z ich własnym gatunkiem przy częstotliwości ultradźwiękowej. Należy również powiedzieć, że generator fal ultradźwiękowych jest również zdolny do odstraszania owadów – dziś wielu producentów produkuje tego rodzaju repelenty elektroniczne.
Odmiany fal ultradźwiękowych
Fale ultradźwiękowe to nie tylko fale poprzeczne lub podłużne, ale także powierzchniowe i fale Lamba.
Poprzeczne fale ultradźwiękowe to fale poruszające się prostopadle do płaszczyzny kierunku prędkości i przemieszczeń cząstek ciała.
Podłużne fale ultradźwiękowe to fale, których ruch pokrywa się z kierunkiem prędkości i przemieszczeń cząstek ośrodka.
Fala Lamb to elastyczna fala, która rozchodzi się w stałej warstwie o swobodnych granicach. To w tej fali oscylacyjne przemieszczenie cząstek następuje zarówno prostopadle do płaszczyzny płyty, jak i w kierunku ruchu samej fali. To jest fala Baranka -to jest normalna fala platyny z wolnymi granicami.
Fale ultradźwiękowe Rayleigha (powierzchniowe) to fale o ruchu eliptycznym cząstek, które rozchodzą się po powierzchni materiału. Prędkość fali powierzchniowej jest prawie 90% prędkości fali poprzecznej, a jej wnikanie w materiał jest równe samej długości fali.
Używanie ultradźwięków
Jak wspomniano powyżej, zróżnicowane wykorzystanie ultradźwięków, w których wykorzystywane są jego najbardziej zróżnicowane cechy, można warunkowo podzielić na trzy obszary:
- uzyskiwanie informacji;
- aktywny wpływ na substancję;
- przetwarzanie i transmisja sygnału.
Należy wziąć pod uwagę, że dla każdego konkretnego zastosowania konieczne jest wybranie ultradźwięków o określonym zakresie częstotliwości.
Wpływ ultradźwięków na materię
Jeśli materiał lub substancja znajdzie się pod aktywnym wpływem fal ultradźwiękowych, prowadzi to do nieodwracalnych zmian w nim. Wynika to z efektów nieliniowych w polu dźwiękowym. Ten rodzaj oddziaływania na materiał jest popularny w technologii przemysłowej.
Uzyskiwanie informacji za pomocą metod ultradźwiękowych
Metody ultradźwiękowe są dziś szeroko stosowane w różnego rodzaju badaniach naukowych w celu dokładnego zbadania struktury i właściwości substancji, a także pełnego zrozumienia zachodzących w nich procesów na poziomie mikro i makro.
Wszystkie te metody opierają się głównie na zależności prędkości propagacji i tłumienia fal akustycznych od tego, co się w nich dziejeprocesy i właściwości substancji.
Przetwarzanie i transmisja sygnału
Generatory ultradźwiękowe służą do przetwarzania i analogii różnego rodzaju sygnałów elektrycznych we wszystkich gałęziach elektroniki radiowej oraz do sterowania sygnałami świetlnymi w optyce i optoelektronice.
Przetwornik ultradźwiękowy do samodzielnego montażu
We współczesnym świecie generator ultradźwiękowy jest szeroko stosowany. Na przykład w przemyśle kąpiele ultradźwiękowe służą do szybkiego i wydajnego czyszczenia czegoś. Należy powiedzieć, że ta metoda czyszczenia sprawdziła się tylko z najlepszej strony. Dziś generator ultradźwiękowy zyskuje popularność również w innych zastosowaniach.
Montaż obwodu UZG do odstraszania psów
Wielu mieszkańców megamiast tego kraju codziennie boryka się z dość namacalnym problemem spotkania sfory bezpańskich psów. Nie da się z góry przewidzieć zachowania stada, więc UZG przyjdzie tutaj z pomocą.
W tym artykule przeanalizujemy, jak zrobić generator ultradźwiękowy własnymi rękami.
Aby stworzyć USG w domu, będziesz potrzebować następujących informacji:
- płytka drukowana;
- mirkoschema;
- elementy inżynierii radiowej.
Samodzielny montaż obwodu nie będzie trudny. Aby móc kontrolować impulsy, konieczne jest przymocowanie mikroukładu radiowego do konkretnych nóżek za pomocą lutownicy.
Przeanalizujmy konstrukcjęgenerator częstotliwości ultradźwiękowej dużej mocy. Mikroukład D4049, który ma 6 intertorów logicznych, działa jako ultradźwiękowy generator częstotliwości.
Zagraniczny mikroukład można zastąpić analogiem produkcji krajowej K561LN2. Do regulacji częstotliwości potrzebny jest regulator 22k, z pomocą jego US można go zredukować do częstotliwości słyszalnej. Stopień wyjściowy, dzięki 4 tranzystorom biopolarnym średniej mocy, odbiera sygnały z mikroukładu. Nie ma specjalnych warunków doboru tranzystorów, najważniejsze jest tutaj dobranie par komplementarnych, które są jak najbardziej zbliżone pod względem parametrów.
Prawie każda głowica RF o mocy 5 watów lub więcej może być używana jako grzejnik. Idealną opcją byłyby głowice domowe, takie jak 10GDV-6, 10GDV-4 lub 5GDV-6, można je łatwo znaleźć we wszystkich systemach akustycznych produkowanych w ZSRR.
Własnoręcznie wykonany obwód generatora ultradźwiękowego pozostaje tylko ukryty w obudowie. Metalowy reflektor pomoże kontrolować moc generatora ultradźwiękowego.
Obwód generatora ultradźwiękowego
We współczesnym świecie zwyczajowo używa się generatora ultradźwiękowego do odstraszania psów, owadów, gryzoni, a także do wysokiej jakości prania. UZG służy również do znacznego skrócenia czasu spędzonego na myciu i trawieniu płytek drukowanych. Procesy chemiczne w cieczy przebiegają znacznie szybciej z powodu kawitacji.
Obwód USG jest oparty na dwóch prostokątnych generatorach impulsów i wzmacniaczu mocytyp mostu. Na elementach logicznych typu DD1.3 i DD1.4 zainstalowany jest przestrajalny generator impulsów częstotliwości ultradźwiękowej o kształcie meandra. Należy pamiętać, że jego częstotliwość pracy zależy bezpośrednio tylko od całkowitej rezystancji rezystorów R4 i R6 oraz od pojemności kondensatora C3.
Pamiętaj o zasadzie: im niższa częstotliwość, tym większa rezystancja tych rezystorów.
Na elementach DD1.1 i DD1.2 wykonany jest generator niskiej częstotliwości, który ma częstotliwość roboczą 1 Hz. Generatory są połączone ze sobą za pomocą rezystorów R3 i R4. Aby uzyskać płynną zmianę częstotliwości generatora wysokiej częstotliwości, musisz użyć kondensatora C2. Należy tu również pamiętać o jednej tajemnicy - jeśli kondensator C2 zostanie zbocznikowany przełącznikiem SA1, to częstotliwość generatora wysokiej częstotliwości stanie się stała.
Zastosowanie ultradźwięków: najszerszy zakres zastosowania
Jak wszyscy wiemy, ultradźwięki nie są używane nigdzie we współczesnym świecie. Z pewnością każdy z nas przynajmniej raz w życiu przeszedł zabieg USG (badanie USG). Należy dodać, że to właśnie dzięki USG lekarze mogą wykrywać występowanie chorób narządów ludzkich.
Ultradźwięki są aktywnie wykorzystywane w kosmetologii do skutecznego oczyszczania skóry nie tylko z brudu i tłuszczu, ale także z nabłonka. Na przykład fonoforeza ultradźwiękowa jest z powodzeniem stosowana w salonach kosmetycznych do odżywiania i oczyszczania, a także do nawilżania i odmładzania skóry. Technika fonoforezy ultradźwiękowej wzmacnia mechanizmy ochronne skóry dzięki działaniu fali ultradźwiękowej. Zabiegi kosmetyczne zZastosowanie ultradźwięków jest uważane za uniwersalne i odpowiednie dla wszystkich rodzajów skóry. Fonoforeza ultradźwiękowa jest echem cudów!
Ultradźwiękowy generator pary jest aktywnie używany nie tylko w tureckich łaźniach tureckich, saunach fińskich, ale także w naszych nowoczesnych rosyjskich łaźniach. Dzięki parze nasz organizm jest skutecznie oczyszczany z niewidocznych zabrudzeń, nasz organizm pozbywa się toksyn i toksyn, skóra i włosy goją się, para ma pozytywny wpływ na układ oddechowy człowieka.
Wytwornice sztucznej mgły są aktywnie wykorzystywane do zwiększenia wilgotności powietrza w pomieszczeniach, co ma korzystny wpływ na klimat w mieszkaniu. Staje się to szczególnie istotne w zimnych porach roku, kiedy centralne ogrzewanie wysusza powietrze. Wytwornice sztucznej mgły znajdują zastosowanie zarówno w pomieszczeniach mieszkalnych, jak i w terrarium czy ogrodzie zimowym. Eksperci zalecają posiadanie ultradźwiękowego generatora mgły osobom z chorobami układu oddechowego lub podatnymi na choroby alergiczne.
Wniosek
W użytku domowym ultradźwiękowy generator pary lub mgły to bardzo przydatne urządzenie, które nie tylko zapewni komfort i przytulność, ale także będzie mogło wzbogacić powietrze w niewidzialne witaminy, lekkie ujemne jony powietrza, czyli tzw. liczne nad brzegiem morza, w górach czy w lesie i bardzo mało w naszych mieszkaniach. A to z kolei przyczyni się do podniesienia stanu emocjonalnego i poprawy zdrowia.
