Как сделать ультразвуковой излучатель. Как сделать мощный ультразвуковой излучатель своими руками: пошаговая инструкция

Как собрать ультразвуковой излучатель в домашних условиях. Какие детали потребуются для создания УЗ-генератора. Какие схемы используются для ультразвуковых излучателей. Как правильно настроить и использовать самодельный ультразвуковой прибор.

Принцип работы ультразвукового излучателя

Ультразвуковой излучатель генерирует механические колебания с частотой выше 20 кГц, которые не воспринимаются человеческим ухом. Основные компоненты устройства:

• Генератор электрических колебаний
• Усилитель мощности
• Пьезоэлектрический или магнитострикционный преобразователь
• Излучающая поверхность (мембрана)

Генератор формирует электрический сигнал заданной частоты, который усиливается и подается на преобразователь. Преобразователь превращает электрические колебания в механические, заставляя вибрировать излучающую поверхность с ультразвуковой частотой.

Необходимые компоненты для сборки

Для изготовления простого ультразвукового излучателя потребуются следующие детали:

• Микросхема-таймер NE555 или аналог
• Транзисторы средней мощности (например, TIP31C, TIP41C)
• Резисторы и конденсаторы для задания частоты
• Пьезоэлектрический излучатель (твитер)
• Источник питания 9-12В
• Печатная плата, провода, радиатор

Более мощные конструкции могут включать дополнительные каскады усиления на МОП-транзисторах.

Схемы ультразвуковых генераторов

Рассмотрим несколько популярных схем для сборки УЗ-излучателей:

1. Простой генератор на таймере NE555

Это базовая схема для начинающих радиолюбителей. Таймер NE555 генерирует прямоугольные импульсы, частота которых задается резисторами R1, R2 и конденсатором C1. Сигнал усиливается транзистором и подается на пьезоизлучатель.

2. Двухтактный генератор на транзисторах

Более мощная схема с двумя комплементарными транзисторами, работающими в противофазе. Позволяет получить большую выходную мощность и чистый синусоидальный сигнал.

3. Мостовая схема на полевых транзисторах

Схема для создания мощных УЗ-излучателей. Четыре МОП-транзистора образуют мостовой каскад, обеспечивающий высокую выходную мощность при низких искажениях.

Пошаговая инструкция по сборке

Рассмотрим процесс сборки простого УЗ-излучателя на таймере NE555:

1. Подготовьте печатную плату и все необходимые компоненты.
2. Установите и припаяйте микросхему NE555 согласно схеме.
3. Припаяйте резисторы R1 и R2, задающие частоту генерации.
4. Установите конденсатор C1, также влияющий на частоту.
5. Припаяйте выходной транзистор, обеспечив ему хороший теплоотвод.
6. Подключите пьезоэлектрический излучатель к выходу схемы.
7. Соедините схему с источником питания через выключатель.
8. Проверьте правильность монтажа и отсутствие замыканий.

Настройка и тестирование устройства

После сборки излучателя необходимо настроить его и проверить работоспособность:

1. Подключите к выходу осциллограф или частотомер для контроля частоты.
2. Подайте питание и измерьте выходную частоту.
3. При необходимости подстройте частоту, изменяя номиналы R1, R2 или C1.
4. Проверьте потребляемый ток — он не должен превышать допустимых значений.
5. Убедитесь в отсутствии перегрева компонентов при длительной работе.
6. Протестируйте эффективность излучателя на насекомых или домашних животных.

Применение самодельного ультразвукового излучателя

Собранное устройство может использоваться для различных целей:

• Отпугивание насекомых и грызунов
• Эксперименты по влиянию ультразвука на растения
• Ультразвуковая очистка мелких деталей
• Обнаружение утечек в герметичных системах
• Изучение свойств материалов

Важно помнить, что мощные ультразвуковые колебания могут быть опасны для здоровья человека и животных при длительном воздействии. Используйте устройство с осторожностью и не направляйте излучатель на людей.

Меры безопасности при работе с УЗ-излучателями

При использовании самодельного ультразвукового прибора следует соблюдать следующие правила безопасности:

• Не подвергайте себя длительному воздействию ультразвука
• Используйте защитные наушники при работе с мощными излучателями
• Не направляйте излучатель на домашних животных
• Соблюдайте осторожность при настройке высоких частот
• Не превышайте допустимые напряжения питания схемы
• Обеспечьте хорошее охлаждение силовых компонентов

При правильном подходе самодельный ультразвуковой излучатель может стать полезным инструментом для экспериментов и решения бытовых задач. Однако помните об ответственности и соблюдайте технику безопасности при его эксплуатации.

Как сделать ультразвуковой генератор? описание

Для чего нужна

Сфера применения ванны шире, чем можно себе представить. Ультразвуковые агрегаты большего размера используют на предприятиях для очистки крупных деталей, инструментов, заготовок. Существуют ванны с ультразвуком даже для стирки белья, мытья посуды, обработки овощей. Ультразвуковой излучатель встроен во многие модели современных стиральных машин. Бытовые ванны часто покупают, чтобы мыть детали, платы, форсунки и ювелирные изделия.

Для чистки форсунок

Форсунка – механизм, представляющий собой элементарный клапан, электромагнитный, который дозирует подачу и распыл топлива (он должен делать это максимально точно). Засоренные форсунки промыть сложно, но ультразвуковая ванночка справляется с этим заданием. При необходимости, инжектор с форсунками снимают и производят промывку волнами на щадящей частоте, повторяя процедуру несколько раз.

• Как мариновать чесночные стрелки на зиму
• Что такое розовый лишай Жибера и как его вылечить: фото
• Как варить чечевицу

Для телефонов

Упавший в воду телефон можно спасти, промыв материнскую плату ультразвуком определенной частоты. Для такой процедуры в технических сервисах тоже используется бытовая отмывочная ванночка. Мастер извлечет плату, снимет с нее детали, которым вреден контакт с водой (камеру, динамик, микрофон), опустит внутрь ванны, зальет специальным раствором и включит прибор для работы в заданной частоте. Плата очистится пузырьками воздуха, функционирование телефона будет восстановлено.

Для промывки деталей

Использовать ультразвуковую ванночку можно для очистки оптики, металлических, иных твердых деталей от грязи, инородных компонентов, следов пайки или шлифовки. Применяют устройство для очистки узлов и деталей оргтехники (отлично подходит для промывки принтерных головок, увеличивает срок их эксплуатации). Очень ценят ванну с ультразвуком мастера ювелирного производства. Даже сильно загрязненные в процессе носки изделия становятся абсолютно чистыми через несколько минут обработки.

Ультразвуковой генератор третий вариант

Это третья версия ультразвукового генератора. Используется пьезоэлектрический
твитер. Выходной каскад на транзисторах обеспечивает мощный выходной сигнал.
Динамик, являющийся нагрузкой выходного каскада, может выдавать ультразвуковой сигнал мощностью до 400 мВт.

Схема питается от четырех пальчиковых батареек или от аккумулятора/батарейки напряжением 9 В, потребляемый ток — около 50 мА.

Частота может задаваться резистором R1 в диапазоне между 18000 и 40000 Гц. Можно изменять частоту подбором емкости конденсатора С1. Значения между 470 и 4700 пФ могут быть подобраны экспериментально.

Хотя твитер имеет наибольшую эффективность в диапазоне между 10000 и 20000 Гц, этот преобразователь, как экспериментально подтверждено, может нормально работать и на частотах до 40000 Гц.

В данной схеме нет необходимости отсоединять внутренний трансформатор твитера, как мы делали в предыдущем проекте. Вы можете также использовать специальный ультразвуковой преобразователь с сопротивлением от 4 до 100 Ом.

Принципиальная схема ультразвукового генератора показана на рисунке. Перечень элементов приведен в таблице. Устройство может быть собрано в небольшом пластмассовом корпусе.

Для регулировки частоты используйте частотомер, подключая его к выводу 4 ИС.

Эта схема может выдавать ультразвуковой сигнал мощностью в несколько ватт с
применением пьезоэлектрического твитера или преобразователя другого типа.
Рабочая частота — от 18000 до 40000 Гц, она может изменяться подбором емкости конденсатора С1.
При больших значениях емкости будет формироваться сигнал в звуковом диапазоне,
что позволяет использовать схему в аварийной сигнализации и других устройствах. В этом случае твитер может быть заменен обычным громкоговорителем.

Схема потребляет несколько сот миллиампер от источника питания 9 или 12 В. Батарейки рекомендуются только для кратковременных режимов работы.

Можно использовать это устройство для отпугивания собак и других животных, установив его около мест для сбора мусора и др.

Ультразвуковой режим работы достигается при величине емкости С1 от 470 до 2200 пФ. Для сигнала звукового диапазона требуется емкость в диапазоне 0,01-0,012 мкФ.

Принципиальная схема мощного ультразвукового генератора показана на рисунке, перечень элементов приведен в таблице.

Мощный ультразвуковой генератор. Все транзисторы должны быть смонтированы на радиаторах

Транзисторы должны быть смонтированы на радиаторах. Все компоненты можно поместить в пластмассовый корпус

Ультразвуковая частота давно применяется в самых разных областях науки и техники. При помощи ультразвука можно сваривать металл, провести стирку и многое другое. Ультразвук активно применяется для отпугивания грызунов в сельскохозяйственной технике, поскольку организм многих животных приспособлен к общению с себе подобными на УЗ диапазоне. Есть данные и про отпугивание насекомых с помощью УЗИ генераторов, многие фирмы выпускают такие электронные репелленты. А мы предлагаем вам самостоятельно собрать такой прибор, по приведённой схеме:

Рассмотрим конструкцию достаточно простой УЗ пушки высокой мощности. Микросхема D4049 работает в качестве генератора сигналов ультразвуковой частоты, она имеет 6 логических инверторов.

Микросхему можно заменить на отечественный аналог К561ЛН2. Регулятор 22к нужен для подстройки частоты, ее можно снижать до слышимого диапазона, если резистор 100к заменить на 22к, а конденсатор 1,5нФ заменить на 2,2-3,3нФ. Сигналы с микросхемы подаются на выходной каскад, который построен всего на 4-х биполярных транзисторах средней мощности. Выбор транзисторов не критичен, главное подобрать максимально близкие по параметрам комплементарные пары.

В качестве излучателя можно использовать буквально любые ВЧ головки с мощностью от 5 ватт. Из отечественного интерьера можно использовать головки типа 5ГДВ-6, 10ГДВ-4, 10ГДВ-6. Такие ВЧ головки можно найти в акустических системах производства СССР.

Осталось только оформить все в корпус. Для направленности УЗ сигнала нужно использовать металлический рефлектор.

Неоднократно каждый из нас слышал выражение «ультразвук» — в данной статье мы рассмотрим что это, как создается, и для чего он нужен.

Как пользоваться

Очевидная, но крайне важная рекомендация: перед тем как пользоваться ультразвуковой ванной, обязательно прочитайте инструкцию к ней! Чтобы очистить деталь или изделие от грязи, следов коррозии, известкового налета используют водопроводную, колодезную, дистиллированную воду, спирт, мыльный раствор, некоторые виды растворителей. Во время работы ванны ясно слышен жужжащий звук, а на поверхности погруженных предметов появляется множество пузырьков. Ваши действия по обслуживанию агрегата просты:

• Открывайте крышку и наполняйте рабочую емкость выбранной жидкостью.
• Размещайте детали или изделия так, чтобы они были покрыты водой полностью.
• Проверяйте уровень жидкости, он не должен подниматься выше специальной отметки.
• Закрывайте крышку, подключайте прибор к источнику электрической энергии.
• Нажимайте кнопку «старт», в большинстве моделей ванночки стандартная продолжительность работы составит 180 секунд.
• При необходимости, включайте прибор снова. Для равномерной очистки детали внутри ванны нужно перевернуть.
• Если требуется, можно начать с увеличения времени или диапазона работы ультразвукового излучателя.
• Когда процесс завершен, отключайте ванну от сети, сливайте воду. Не забудьте просушить емкость, а затем отправить прибор на хранение.
• Относитесь к прибору бережно, ремонт ультразвуковой ванны – дело хлопотное и не всегда возможное.

Модели с однопереходными конденсаторами

Устройства этого типа способны обеспечивать проводимость на уровне 5 мк. У них довольно высокая чувствительность. Стержни на ультразвуковой излучатель устанавливаются диаметром от 2 см. Обмотки используются только с кольцами из резины. В нижней части устройств применяются дипольные клеммы. Общий уровень сопротивления при загруженности составляет 5 Ом. Конденсаторы разрешается устанавливать на излучатели через расширители. Для продления низких частот используются переходники.

При необходимости можно сделать модификацию на два конденсатора. Для этого клеммы устанавливаются с проводимостью от 2,2 мк. Стержень подбирается небольшого диаметра. Также надо отметить, что потребуется короткая подставка из сплава алюминия. В качестве изоляции для клемм применяется изолента. В верхней части излучателя крепится два кольца. Непосредственно конденсаторы монтируются через дипольный расширитель. Общий уровень сопротивления не должен превышать 35 Ом. Чувствительность зависит от проводимости клемм.

Устройство ультразвукового увлажнителя

Блок управления прибором

БУ пьезоизлучателем

Рабочая схема может быть выполнена в виде отдельного элемента или быть составной индикатора. Она регулирует и настраивает режимы работы прибора, отслеживает показатели датчиков. К примеру, при полном испарении жидкости устройство отключается, при достижении заданных параметром влажности работа также будет прекращена.

Генератор

Схема, которая формирует электрический сигнал. С его помощью задаются электрические колебания необходимой частоты. Как правило, генератор является отдельным элементом.

Ультразвуковой излучатель для увлажнителя воздуха

Элемент, который под воздействием тока вибрирует на высокой частоте. Ультразвук создается на частоте 1,7 мГц, которая не воспринимается слухом человека. Под воздействием ультразвука вода разбивается на мельчайшие частицы и преобразовывается в туман. «Холодный пар» распространяется по комнате, освежая и очищая ее.

Датчики

В ультразвуковых увлажнителях устанавливаются датчики воды и влажности. С их помощью выполняется контроль за наличием жидкости в емкости и показателями влажности в помещении.

Распространенные неисправности

Неприятный запах

Появление неприятного запаха — повод проверить работоспособность пьезоизлучателя

Появление стороннего запаха свидетельствует о застое воды, если прибор длительное время не использовался, и вода не была слита. Также причиной может быть засорение системы фильтрации. Решение: полная чистка прибора с использованием специальных средств, замена фильтров.

Отсутствует подача воздуха

В том случае, когда увлажнитель работает, но воздух не идет необходимо проверить работоспособность вентилятора. Причиной неисправности может быть и засорение фильтра воздухозаборной решетки. Решение: замена фильтрующего элемента или вентилятора.

Совсем не включается

При отсутствии питания прибор теряет работоспособность. При обнаружении неприятности проверить есть ли напряжение в линии. Также данная проблема актуальна при выходе из строя предохранителя вилки. Решение: замена предохранителя, вилки или проводов.

Ультразвуковой передатчик и приемник

Большинство ультразвуковых передатчиков и приемников построены на базе таймера IC 555 или дополнительных металлоксидно-полупроводниковых (CMOS) устройств. Эти устройства представляют собой предварительно управляемые переменные генераторы. Предустановленное значение рабочей частоты может сместиться из-за механических колебаний или колебаний температуры. Этот сдвиг частоты влияет на дальность передачи от ультразвукового преобразователя. Описанные здесь схемы ультразвукового передатчика и приемника используют ИС десятилетнего счетчика CD4017 .

Схема ультразвукового передатчика

Схема передатчика (рис. 1) построена вокруг двух десятилетних ИС счетчиков CD4017 (IC1 и IC2), триггера ИС D-типа CD4013 (IC3) и нескольких дискретных компонентов. Устройство генерирует стабильные сигналы 40 кГц, которые передаются от преобразователя TX. 

Схема ультразвукового приемника

Схема приемника (рис.2) построена вокруг счетчика CD4017 (IC4) одного десятилетия и нескольких дискретных компонентов. Чтобы проверить работу передатчика, необходимо преобразовать сигнал 40 кГц в 4 кГц, чтобы вывести его в звуковой диапазон. При использовании приемника ультразвуковой передатчик 40 кГц можно быстро протестировать. Блок приемника (RX) находится рядом с тестируемым ультразвуковым передатчиком. Он обнаруживает передаваемый сигнал 40 кГц, который усиливается усилителем, встроенным в транзистор BC549 (T2). Усиленный сигнал поступает на декадный счетчик IC4, который делит частоту на 4 кГц. Транзистор T3 (SL100) усиливает сигнал 4 кГц для управления динамиком. Рис. 2: Схема ультразвукового приемника. Для питания приемника используйте батарею PP3 9 В. Разместите цепи передатчика и приемника в отдельных небольших шкафах. Если тестируемый преобразователь 40 кГц работает, схема приемника издает слышимый свистящий звук.

electronicsforu.com

Мощный ультразвуковой генератор

Эта схема может выдавать ультразвуковой сигнал мощностью в несколько ватт с
применением пьезоэлектрического твитера или преобразователя другого типа.
Рабочая частота — от 18000 до 40000 Гц, она может изменяться подбором емкости конденсатора С1.
При больших значениях емкости будет формироваться сигнал в звуковом диапазоне,
что позволяет использовать схему в аварийной сигнализации и других устройствах. В этом случае твитер может быть заменен обычным громкоговорителем.

Схема потребляет несколько сот миллиампер от источника питания 9 или 12 В. Батарейки рекомендуются только для кратковременных режимов работы.

Можно использовать это устройство для отпугивания собак и других животных, установив его около мест для сбора мусора и др.

Ультразвуковой режим работы достигается при величине емкости С1 от 470 до 2200 пФ. Для сигнала звукового диапазона требуется емкость в диапазоне 0,01-0,012 мкФ.

Принципиальная схема мощного ультразвукового генератора показана на рисунке, перечень элементов приведен в таблице.

Мощный ультразвуковой генератор. Все транзисторы должны быть смонтированы на радиаторах

Обозначение	Описание
IC1	Интегральная схема КМОП 4093
Q1, Q3	Кремниевый n-p-n транзистор, TIP31
Q2, Q4	Кремниевый p-n-p транзистор, TIP32
SPKR	Твитер или громкоговоритель, 4-8 Ом
R1	Потенциометр, 100 кОм
R2	Резистор, 10 кОм, 0,25 Вт, 5%
R3, R4	Резистор, 2,2 кОм, 0,25 Вт, 5%
С1	Пленочный или керамический конденсатор, 1200 пФ или 0,022 мкФ
С2	Электролитический конденсатор, 100 мкФ, 12 В

Транзисторы должны быть смонтированы на радиаторах. Все компоненты можно поместить в пластмассовый корпус

Основные параметры ультразвука

Основными параметрами ультразвуковой волны принято считать длину волны и период. Время, которое требуется для полного цикла, принято называть периодом волны, измеряется оно в секундах.

Мощнейшим генератором ультразвуковых волн считается УЗ-излучатель. Человеку не под силу слышать ультразвуковую частоту, но его организм способен ее чувствовать. Если говорить другими словами, то человеческое ухо воспринимает ультразвуковую частоту, но участок мозга, отвечающий за слух, не в силах сделать расшифровку этой звуковой волны. Для человеческого слуха неприятна высокая частота, но, если поднять частоту на еще один диапазон, то звук полностью исчезнет — несмотря на то, что в УЗ-частоте он есть. И мозг прилагает усилия, чтобы безуспешно его раскодировать, из-за этого у человека возникает жуткая головная боль, головокружение, тошнота и другие не совсем приятные ощущения.

Генераторы ультразвуковых колебаний используются во всех областях техники и науки. Например, ультразвуку под силу не только постирать белье, но и сваривать металл. В современном мире УЗ активно применяется в сельскохозяйственной технике для отпугивания грызунов, поскольку организм большинства животных приспособлен к общению с себе подобными на ультразвуковой частоте. Также следует сказать, что генератор ультразвуковых волн способен отпугивать и насекомых — сегодня многие производители выпускают такого рода электронные репелленты.

Используемое оборудование

Учитывая высокую стоимость аппарата УЗ-сварки, многие домашние мастера подумывают о самостоятельном изготовлении установки. К сожалению, это не сварочный трансформатор и даже не выпрямитель, и для проектирования и создания аппарата потребуются серьезные знания и навыки в области акустики и электроники. Кроме того, для изготовления деталей излучателя и волновода нужны станки высокого класса точности, недоступные в домашних условиях.

Пресс для ультразвуковой сварки

Оборудование для ультразвуковой сварки разделяют на три категории:

• точеное;
• шовное;
• шовно–шаговое.

Диапазон мощности — 50 ватт до 2 киловатт, рабочая частота в районе 20-22 килогерц

Основной узел установки ультразвуковой сварки — генератор колебаний и преобразователь электрических колебаний в механические той же частоты.

Механические колебания ультразвукового генератора преобразуются магнитострикционным преобразователем. Для отведения излишнего тепла используется водяная система охлаждения

Волновод транспортирует энергетический поток к месту сваривания. На его рабочем окончании смонтирована сменная сварочная головка. Ее геометрические параметры выбирают, исходя из материала заготовки, его толщины и вида шва. Так, для приваривания выводов микросхем берут головку, заканчивающуюся тонким жалом.

Волновод

Опорная рама служит для размещения всех узлов и деталей. На ней также монтируется механизм перемещения заготовки или головки волновода.

Принцип действия ультразвуковой сварки и классификация

С физической точки зрения, ультразвуковая сварка проходит в три стадии:

• нагрев изделий, активизация диффузии в зоне соприкосновения;
• образование молекулярных связей между вязкотекучими поверхностными слоями
• затвердевание (кристаллизация) и образование прочного шва.

Существует несколько классификаций ультразвуковой сварки ультразвуковой сварки.

По степени автоматизации различают:

• Ручная. Оператор контролирует параметры установки и ведет сварочный пистолет по линии шва.
• Механизированная. Параметры задаются оператором и поддерживаются установкой, детали подаются под излучатель.
• Автоматизированная. Применяется на массовом производстве. Участие человека исключается.

Схемы колебательных систем для сварки ультразвуком

По методу подведения энергии к рабочей зоне выделяют:

• односторонняя;
• двусторонняя.

По методу движения волновода классифицируют:

• Импульсная. Работа короткими импульсами за одно перемещение волновода.
• Непрерывная. Постоянное воздействие излучателя, волновод двигается с постоянной скоростью относительно материала.

По споосбу определения количества энергии, затрачиваемой на соединение, существуют:

• по времени воздействия;
• по величине осадки;
• по величине зазора;
• по кинетической сотавляющей.

В последнем случае количество энергии определяется предельной амплитудой смещания опоры.

По способу подачи энергии в рабочую зону различают следующие режимы ультразвуковой сварки:

• Контактная. Энергия распределяется равномерно по всему сечению детали. Позволяет сваривать детали до 1,5 толщиной. Применяется для сваривания внахлест мягких пластиков и пленок.
• Передаточная. В случае высоких значений модуля упругости колебания возбуждаются в нескольких точках. Волна распространяется внутри изделия и высвобождает свою энергию в зоне соединения. Используется для тавровых швов и соединений встык жестких пластиков.

Способ подачи энергии колебаний в зону контакта заготовок определяется модулем упругости материала и коэффициентом затухания механических колебаний на ультразвуковых частотах.

Пьезоэлектрический излучатель Ланжевена

Поль Ланжевен

Если кварцевую пластинку подвергать механическому воздействию, то она электризуется. И наоборот, если менять с определённой частотой электрическое поле, в котором она находится, то она начнёт колебаться с такой же частотой.

А что будет, если для зарядки кристалла использовать электричество от источника переменного тока высокой частоты? Проделав такой опыт, Ланжевен убедился, что частота колебаний кристалла такая же, что и частота изменения напряжения. Если она ниже 20 000 Гц, кристалл становится источником звука, а если выше, он будет излучать ультразвуковые волны.

Но мощность ультразвука, излучаемого одной пластинкой кристалла, очень мала. Поэтому из кварцевых пластинок учёный создал мозаичный слой и поместил его между двумя стальными накладками, которые выполняли функции электродов. Для увеличения амплитуды колебаний использовалось явление резонанса. Если частота переменного напряжения, подаваемого на пьезокристалл, совпадала с его собственной частотой, то амплитуда его колебаний резко возрастала.

Эту конструкцию назвали «сэндвичем Ланжевена». И она оказалась очень удачной. Мощность излучения была достаточно большой, а пучок волн оказался узко направленным.

Позднее в качестве пьезоэлемента вместо кварцевых пластинок стали применять керамику из титаната бария, пьезоэлектрический эффект которого во много раз выше, чем у кварца.

Пьезоэлектрическая пластинка может быть и приёмником звука. Если звуковая волна встретит её на своём пути, то пластинка начнёт колебаться с частотой источника звука. На её гранях появятся электрические заряды. Энергия звуковых колебаний преобразуется в энергию электрических колебаний, которые улавливаются приёмником.

• < Назад
• Вперёд >

Усилитель

Выходной каскад изготавливается на силовых транзисторах и в зависимости от мощности УЗ-генератора может быть выполнен по двухтактной схеме, по схеме полумоста или по мостовой.

Двухтактный до 100 Вт

В данной схеме напряжение питания выбирается по условию Е< Uk/2.

Где Е- напряжение питания.

Uk-максимально допустимое напряжение на коллекторе (или стоке) транзистора.

Полумостовой до 300 Вт

Здесь источник питания подключен к мосту, где транзисторы подключаются между точками, обозначенными на схеме «вг». При этом выходной транзистор подключен к точкам «аб». На транзисторы Т1 и Т2 подаются импульсы возбуждения в противофазе с трансформатора Тр1. Так как на транзисторе падает напряжение питания Е, требуется чтобы Е< Uk.

Мостовой более 300 Вт

Здесь выходной каскад УЗ-генератора выполнен из четырех транзисторов. Выходной транзистор подключен в диагональ «вг», а источник питания – «аб». Напряжение базы подается на плечи моста Т1-Т4 так, что когда Т1 и Т3 открыты, то Т2 и Т4 закрыты и потом наоборот. Это переключение приводит к четырехкратному повышению выделяемой мощности в нагрузке по сравнению с мощностью отдаваемой одним транзистором. Напряжение питания выбирается из условия Е < Uk.

Сложение мощностей

Эта схема применяется для больших мощностей

Схема работает по принципу сложения мощности полумостовых ячеек. Количество ячеек может быть разным и чем их больше, тем выше выходная мощность. Суммирование мощности происходит на выходном трансформаторе Тр2. Напряжение питания для данной схемы выбирается из условия Е< n*Uk.

• Бестопливные генераторы своими руками: схема
• Схема стабилизатора напряжения на 220 Вольт
• Простой способ проверки светодиода без выпаивания из схемы

Правила безопасности при использовании ультразвукового увлажнителя

Эта деталь без проблем меняется самостоятельно и стоит недорого

• Увлажнитель воздуха используется строго по назначению: запрещается применять его для сушки белья или проветривания помещения.
• Поток пара должен быть направлен на безопасное место: запрещается направлять холодный туман на предметы интерьера, бытовую технику, кровать или иную мебель.
• Ремонтировать прибор необходимо в отключенном состоянии: запрещается работать с увлажнителем в момент питания или при наличии воды.
• Собирать прибор необходимо в соответствии с первоначальным положением всех элементов и проводов.
• После ремонта необходимо проверить прибор на работоспособность: включить увлажнитель в защитное УЗО. Если защита сработала – без визита в сервисный центр не обойтись.

Ультразвуковой увлажнитель воздуха требует к себе своевременного внимания. Это прибор инновационного типа, работающий при высоких частотах. Используйте его в соответствии с рекомендациями производителя, и он длительное время будет обеспечивать оптимальную влажность в вашем доме.

https://youtube.com/watch?v=UrKgl34mUtk

Оцените статью:

Мощный ультразвуковой излучатель

Приветствую, радиолюбители-самоделкины!

Ультразвук нашёл широкое применение в жизни людей — например, мощные источники УЗ колебаний применяются для дробления камней, пьезоэлектрические ультразвуковые преобразователи используются в неразрушающем контроле для выявления дефектов, а также на основе ультразвука работают многочисленные отпугиватели насекомых, ведь насекомые чувствительны к этому диапазону, а люди — нет. Некоторые люди утверждают, что ультразвук хоть и нельзя услышать ушами, но влияние на человека он оказывает, причём достаточно пагубное, например, вызывает резкую головную боль, звон в ушах, головокружение и просто ухудшение самочувствие. Насколько это правда — можно проверить, собрав достаточно мощную ультразвуковую пушку, которая как раз и предназначена для создания УЗ колебаний с частотой от 20 до 40 кГц достаточно высокой амплитуды. Применяться такая пушка может, например, для быстрого разгона стай комаров, которые так надоедают в тёплое время года. Для сборки понадобится главное звено конструкции — сам высокочастотный динамик, который будет преобразовывать электрический ток в механические колебания. Использовать автор предлагает высокочастотные динамики от отечественных акустических систем, например, подойдут модели 5ГДВ-6, 10ГДВ-4, 10ГДВ-6 и другие, чем больше будет их мощность — тем лучше. Сейчас многие советские акустические системы выходят из строя из-за довольно почтенного возраста, однако в них остаются рабочими динамики, которые ещё можно использовать. Для того, чтобы динамик начал «петь», излучая ультразвук, необходимо собрать представленную ниже схему генератора.

В роли самого генератора выступает микросхема логики СD4049, или её аналог HEF4049, микросхема представляет собой 6 инверторов. Использовать можно также и отечественную К561ЛН2, однако в этом случае нужно будет пересмотреть цоколёвку. Частота генератора регулируется в диапазоне от 20 кГц — самый конец слышимого диапазона, до 40 кГц, для регулировки на схеме имеет переменный резистор на 22 кОм. Путём изменения его номинала можно добиться расширения или сужения диапазона регулировки частоты. Сигнал с генератора поступает на Н-мост, транзисторы которого переключаются особым образом, позволяя подать максимум амплитуды на динамик при небольшом напряжении питания — это увеличивает эффективность УЗ-пушки. Используется два NPN транзистора и да PNP, обратите внимание, что на схеме перепутаны их эмиттеры с коллекторами, правильная схема подключения транзисторов представлена ниже.

Использовать здесь можно любые достаточно мощные биполярные транзисторы, желательно выбирать экземпляры с коэффициентом усиления побольше. Например, подойдут отечественные КТ816 и КТ817, либо их импортные аналоги. К эмиттерам транзисторов, в соответствии со схемой, подключается высокочастотный динамик, при этом полярность его подключения не имеет значения.

Напряжение питания схемы составляет 5-10В, чем больше напряжение — тем больше будет амплитуда звуковых колебаний, однако при чрезмерном повышении питания появляется риск спалить динамик, особенно если он не рассчитан на большую мощность. Источник питания должен отдавать ток как минимум в 1А, а лучше взять с запасом, 2 или 3А. Для того, чтобы УЗ-пушка получилась автономной, для питания лучше всего использовать аккумулятор — например, 2 включенных последовательно литий-ионных аккумулятора, либо один аккумулятор, но в сочетании с импульсным повышающим преобразователем. Использование повышающего преобразователя, кстати, позволит легко регулировать напряжение питания схемы, к тому же оно не будет снижаться при разрядке аккумулятора. По питанию важно установить электролитический конденсатор ёмкость не менее 1000 мкФ, а также не лишним будет зашунтировать его небольшим керамическим на 0,1 — 1 мкФ.



Для монтажа схемы и установки ВЧ динамика как нельзя лучше подходит корпус крупного фонарика — в корпусе как раз найдётся место для размещения батареек или аккумуляторов, а с торца фонаря имеет расширение, куда прекрасно впишется динамик. Для включения и выключения УЗ-пушки можно использовать штатный выключатель фонаря, а также не лишним будет добавить индикацию включенного состояния на небольшом светодиоде. Таким образом, получилось интересное и довольно многофункциональное устройство — с его помощью можно будет проводить различные эксперименты с ультразвуковыми колебаниями. Удачной сборки!
Источник (Source)

cxema.org — Мощная ультразвуковая пушка своими руками

Несколько дней назад поступил очередной заказ. Покупатель хотел заказать мощную ультразвуковую пушку для борьбы с пьяной молодежью, для которых день начинается ночью, когда все нормальные люди спят. Недолго думая выбрал проверенную схему мощного ультразвукового излучателя. Сама пушка построена всего на одной микросхеме стандартной логике.

Подойдут буквально любые аналогичные микросхемы, содержащие 6 логических инверторов. В нашем случае применена микросхема CD4049 (HEF4049), которая успешно может быть заменена на отечественную — К561ЛН2, только нужно обратить внимание на цоколевку, поскольку К561ЛН2 отличается от использованной некоторыми выводами.

Поскольку схема достаточно простая, то может быть реализована на макетной плате или навесным образом. Усилитель собран на комплементарных парах КТ816/817, за счет применения этих ключей, мощность нашей пушки составляет 10-12 Ватт.

В качестве излучателя желательно использовать высокочастотные головки типа 10 ГДВ или импорт, не советуется использовать пьезоизлучатель.

Корпус — от китайского электронного трансформатора 10-50 ватт, пришлось переделывать, поскольку плата не вместилась.

За частоту отвечает конденсатор 1,5нФ (который потом заменил на 3,9 нФ, поскольку с указанным в схеме конденсатором нижняя грань частот ровна 20кГц, а с такой заменой частоту можно настроить в пределах 10-30кГц) и переменный резистор (в итоге, настройку делают вращением этого резистора).

Базовые резисторы можно заменить на 2.2кОм, которые являются более распространенными, чем те, которые указаны в схеме. Питается такой излучатель от стабилизированного блока питания на 5 Вольт с током 1 А (диапазон питающих напряжений 3,7-9 Вольт).

 На транзисторах может наблюдаться тепловыделение, но оно не критично, поэтому нет нужды в дополнительных теплоотводах.

С уважением — АКА КАСЬЯН

Как сделать ультразвуковой генератор? Описание

Неоднократно каждый из нас слышал выражение «ультразвук» — в данной статье мы рассмотрим что это, как создается, и для чего он нужен.

Понятие «ультразвук»

Ультразвук – это механические колебания, которые находятся значительно выше той области частот, которую слышит ухо человека. Колебания ультразвука чем-то напоминают волну, похожую на световую. Но, в отличие от волн светового типа, которые распространяются только в вакууме, ультразвуку нужна упругая среда – жидкость, газ или любое другое твердое тело.

Основные параметры ультразвука

Основными параметрами ультразвуковой волны принято считать длину волны и период. Время, которое требуется для полного цикла, принято называть периодом волны, измеряется оно в секундах.

Мощнейшим генератором ультразвуковых волн считается УЗ-излучатель. Человеку не под силу слышать ультразвуковую частоту, но его организм способен ее чувствовать. Если говорить другими словами, то человеческое ухо воспринимает ультразвуковую частоту, но участок мозга, отвечающий за слух, не в силах сделать расшифровку этой звуковой волны. Для человеческого слуха неприятна высокая частота, но, если поднять частоту на еще один диапазон, то звук полностью исчезнет — несмотря на то, что в УЗ-частоте он есть. И мозг прилагает усилия, чтобы безуспешно его раскодировать, из-за этого у человека возникает жуткая головная боль, головокружение, тошнота и другие не совсем приятные ощущения.

Генераторы ультразвуковых колебаний используются во всех областях техники и науки. Например, ультразвуку под силу не только постирать белье, но и сваривать металл. В современном мире УЗ активно применяется в сельскохозяйственной технике для отпугивания грызунов, поскольку организм большинства животных приспособлен к общению с себе подобными на ультразвуковой частоте. Также следует сказать, что генератор ультразвуковых волн способен отпугивать и насекомых — сегодня многие производители выпускают такого рода электронные репелленты.

Разновидности ультразвуковых волн

Ультразвуковые волны бывают не только поперечные или продольные, но и поверхностные и волны Лэмба.

Поперечные УЗ волны – это волны, которые движутся перпендикулярно плоскости направления скоростей и смещений частиц тела.

Продольные УЗ волны – это волны, движение которых совпадает с направлением скоростей и смещений частиц среды.

Волна Лэмба – это упругая волна, которая распространяется в твердом слое со свободными границами. Именно в этой волне происходит колебательное смещение частиц как перпендикулярно плоскости пластины, так и в направлении движения самой волны. Именно волна Лэмба – это нормальная волна в платине со свободными границами.

Рэлеевские (поверхностные) УЗ волны – это волны с эллиптическим движением частиц, которые распространяются на поверхности материала. Скорость поверхностной волны составляет почти 90% от скорости движения волны поперечного типа, а ее проникновение в материал равно самой длине волны.

Использование ультразвука

Как уже выше говорилось, разнообразное использование УЗ, при котором применяются самые различные его характеристики, условно можно разделить на три направления:

1. получение информации;
2. активное воздействие на вещество;
3. обработка и передача сигналов.

Следует учитывать, что при каждом конкретном применении необходимо выбирать УЗ определенного частотного диапазона.

Воздействие ультразвука на вещество

Если материал или вещество попадает под активное воздействие УЗ-волн, то это приводит к необратимым в нем изменениям. Это обусловлено нелинейными эффектами в звуковом поле. Такой тип воздействия на материал популярно в промышленной технологии.

Получение информации при помощи УЗ-методов

Ультразвуковые методы сегодня широко применяются в различного рода научных исследованиях для тщательного изучения строения и свойств веществ, а также для полного понимания проходящих в них процессов на микро- и макроуровнях.

Все эти методы главным образом основаны на зависимости скорости распространения и затухания акустических волн от происходящих в них процессах и от свойств веществ.

Обработка и передача сигналов

Ультразвуковые генераторы используются для преобразования и аналоговой обработки различного рода электрических сигналов во всех отраслях радиоэлектроники и для контроля световых сигналов в оптике и оптоэлектронике.

Ультразвуковой излучатель своими руками

В современном мире ультразвуковой генератор используется достаточно широко. Например, в промышленности ультразвуковые ванны используются для быстрой и качественной очистки чего-либо. Следует сказать, что такой метод очистки зарекомендовал себя только с лучшей стороны. Сегодня ультразвуковой генератор набирает популярность в использовании и в других целях.

Сборка схемы УЗГ для отпугивания собак

Многие жители мегаполисов страны ежедневно сталкиваются с довольно-таки ощутимой проблемой встречи стаи бродячих собак. Заранее предугадать поведение стаи невозможно, поэтому здесь придет в помощь УЗГ.

В данной статье мы с вами разберем как сделать ультразвуковой генератор своими руками.

Для создания УЗГ в домашних условиях потребуются такие детали:

• печатная плата;
• миркосхема;
• радиотехнические элементы.

Самостоятельно собрать схему не составит большого труда. Для того чтобы была возможность управлять импульсами, следует закрепить при помощи паяльника к конкретным ножкам микросхемы радиодетали.

Разберем конструкцию генератора ультразвуковой частоты высокой мощности. В качестве генератора УЗ-частоты работает микросхема D4049, которая имеет 6 логическиХ интерторов.

Зарубежную микросхему можно заменить на аналог отечественного производства К561ЛН2. Для подстройки частоты требуется регулятор 22к, при помощи его УЗ можно снижать до слышимой частоты. На выходной каскад, благодаря 4-м биополярным транзисторам со средней мощностью, поступают сигналы с микросхемы. Особого условия по выбору транзисторов нет, здесь главное выбрать максимально близкие по параметрам комплементарные пары.

Практически любая ВЧ-головка, которая имеет мощность от 5 ватт, может быть использована в качестве излучателя. Идеальным вариантом станут отечественные головки типа 10ГДВ-6, 10ГДВ-4 или 5ГДВ-6, их с легкостью можно найти во всех акустических системах производства СССР.

Сделанную своими руками схему генератора УЗ осталось только спрятать в корпус. Контролировать мощность ультразвукового генератора поможет металлический рефлектор.

Схема ультразвукового генератора

В современном мире для отпугивания собак, насекомых, грызунов, а также для высококачественной стирки принято использовать генератор ультразвуковой. УЗГ также используется для того, чтобы значительно сократить временные затраты при промывке и травлении печатных плат. Химические процессы в жидкости протекают значительно быстрее благодаря кавитации.

В основе схемы УЗГ состоят два импульсных генератора прямоугольной формы и усилитель мощности мостового вида. На логических элементах типа DD1.3 и DD1.4 устанавливается перестраиваемый генератор импульсов УЗ частоты формы меандр. Следует помнить, что его рабочая частота напрямую зависит только от общей сопротивляемости резисторов R4 и R6, а также от емкости конденсатора С3.

Запомните правило: чем меньше частота, тем больше сопротивление этих резисторов.

На элементах DD1.1 и DD1.2 сделан генератор НЧ, который имеет рабочую частоту 1 Гц. Между собой генераторы связаны при помощи резисторов R3 и R4. Для того чтобы достичь плавного изменения частоты высокочастотного генератора нужно использовать конденсатор С2. Здесь также следует запомнить один секрет – если конденсатор С2 зашунтировать с помощью переключателя SA1, то частота генератора высоких частот станет постоянной.

Использование ультразвука: широчайшая сфера применения

Как все мы знаем, ультразвук в современном мире где только не используется. Наверняка каждый из нас хоть раз в жизни проходил процедуру УЗИ (ультразвукового исследования). Следует добавить, то именно благодаря УЗИ доктора могут обнаружить возникновение заболеваний органов человека.

Ультразвук активно применяется в косметологии для эффективного очищения кожного покрова не только от грязи и жира, но и от эпителия. К примеру, ультразвуковой фонофорез успешно используется в салонах красоты как для питания и очищения, так и для увлажнения и омоложения кожного покрова. Методика применения УЗ-фонофореза усиляет за счет действия ультразвуковой волны защитные механизмы кожи. Косметические процедуры с применением ультразвука считаются универсальными и подходят для всех типов кожи. Ультразвуковой фонофорез вторит чудеса!

Ультразвуковой генератор пара активно используется не только в турецких хаммамах, финских саунах, но и в наших современных русских банях. Благодаря пару наше тело эффективно очищается от невидимой грязи, наш организм избавляется от токсинов и шлаков, оздоравливаются кожа и волосы, пар положительно влияет на органы дыхания человека.

Генераторы искусственного тумана активно используются для повышения влажности воздуха в помещениях, что благотворно влияет на климат в квартире. Особенно актуальным это стает в холодное время года, когда централизованное отопление пересушивает воздух. Используют генераторы искусственного тумана как в жилых помещениях, так и террариуме или зимнем саду. Специалисты советуют иметь ультразвуковой генератор тумана людям с заболеваниями дыхательных путей или склонными к аллергическим заболеваниям.

Вывод

В домашнем использовании ультразвуковой генератор пара или тумана – это очень полезный прибор, который не только создаст комфорт и уют, но и сможет обогатить воздух невидимыми глазу витаминами, легкими отрицательными аэроионами, которых так много на морском берегу, в горах или в лесу и крайне мало внутри наших квартир. А это, в свою очередь, будет способствовать повышению эмоционального состояния и улучшению здоровья.

ИЗЛУЧАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКА

   УЗ излучатель — это генератор мощных ультразвуковых волн. Как мы знаем, ультразвуковую частоту человек не слышит, но организм чувствует. Иными словами ультразвуковая частота воспринимается человеческим ухом, но определенный участок мозга, отвечающий за слух, не может расшифровать данные звуковые волны. Те, кто занимаются построением аудио систем должны знать, что высокая частота очень неприятна для нашего слуха, но если поднять частоту на еще высокий уровень (УЗ диапазон) то звук исчезнет, но на самом деле он есть. Мозг попытается безуспешно раскодировать звук, в следствии этого возникнет головная боль, тошнота, рвота, головокружение и т.п.

   Ультразвуковая частота давно применяется в самых разных областях науки и техники. При помощи ультразвука можно сваривать металл, провести стирку и многое другое. Ультразвук активно применяется для отпугивания грызунов в сельскохозяйственной технике, поскольку организм многих животных приспособлен к общению с себе подобными на УЗ диапазоне. Есть данные и про отпугивание насекомых с помощью УЗИ генераторов, многие фирмы выпускают такие электронные репелленты. А мы предлагаем вам самостоятельно собрать такой прибор, по приведённой схеме:

   Рассмотрим конструкцию достаточно простой УЗ пушки высокой мощности. Микросхема D4049 работает в качестве генератора сигналов ультразвуковой частоты, она имеет 6 логических инверторов.

   Микросхему можно заменить на отечественный аналог К561ЛН2. Регулятор 22к нужен для подстройки частоты, ее можно снижать до слышимого диапазона, если резистор 100к заменить на 22к, а конденсатор 1,5нФ заменить на 2,2-3,3нФ. Сигналы с микросхемы подаются на выходной каскад, который построен всего на 4-х биполярных транзисторах средней мощности. Выбор транзисторов не критичен, главное подобрать максимально близкие по параметрам комплементарные пары. 

   В качестве излучателя можно использовать буквально любые ВЧ головки с мощностью от 5 ватт. Из отечественного интерьера можно использовать головки типа 5ГДВ-6, 10ГДВ-4, 10ГДВ-6. Такие ВЧ головки можно найти в акустических системах производства СССР.

   Осталось только оформить все в корпус. Для направленности УЗ сигнала нужно использовать металлический рефлектор. 

Originally posted 2019-03-20 23:29:10. Republished by Blog Post Promoter

описание, схема и рекомендации. Как собрать ультразвуковую ванну своими руками Динамик ультразвука

Времена научно-технического прогресса не проходят даром. Техника работает, выходит из строя, загрязняется. Иногда продлить срок службы изделия можно простой очисткой деталей от накопившейся грязи. Поэтому всё большую популярность набирают ультразвуковые ванны.

Основное место использования этих приборов — автосервис. Но и во многих других отраслях они бывают необходимы. В мастерских по ремонту компьютеров такая штука может пригодиться для очистки головок засохших картриджей от принтеров. В больницах с помощью ультразвуковой ванночки можно очищать хирургические и оптические инструменты , а также приборы. Да и дома бывает необходимость иметь такое приспособление всегда под рукой. Вот и возникает у многих людей вопрос: где взять схему ультразвуковой ванны, чтобы сделать её своими руками?

Что такое ультразвуковая ванна?

Звуковые высокочастотные волны, которые не может распознать человеческий слух, называются ультразвуком. Частота таких волн начинается от 18 килогерц. При воздействии ультразвуком на жидкости появляется большое количество маленьких пузырьков. Повышая давление можно добиться процесса кавитации — когда пузырьки начинают взрываться. Чем выше давление, тем большего размера могут быть пузырьки. Явление кавитации и взяли за основу изобретатели ультразвуковой ванны.

Как следует из названия, ультразвуковая ванна нужна для очистки предметов от загрязнения ультразвуком. Сама по себе ванна — это чаша из нержавеющей стали. Объём такой чаши составляет один литр. Исходя из этого уже понятно, что очищать в ванночке можно небольшие предметы. Но это если речь идёт о бытовом аппарате. Для промышленных нужд объем ванны может достигать несколько десятков литров. Диапазон волн, применяемый в установке от 18 до 120 килогерц.

Схема устройства

Главным элементом по праву можно назвать излучатель, который необходим для преобразования колебаний электрического тока в механические. Механические колебания через стенки ёмкости, попадая в жидкую среду, воздействуют на очищаемый предмет.

Чтобы излучатель мог производить описанный процесс, необходим генератор частот. Генератор формирует ультразвук при помощи электрических колебаний, которые поступают в излучатель.

Для улучшения эффекта очистки металлическая ёмкость постоянно подогревается. Под чашей расположены нагревательные элементы, поддерживающие постоянную температуру жидкости. Так как излучатель работает импульсно , то в промежутках между импульсами надо поддерживать стабильные условия происходящих процессов.

Процесс очистки происходит следующим образом:

• в специальную ёмкость наливается очищающий раствор;
• в раствор опускается предназначенный для очистки предмет;
• включается прибор, генерирующий волны, в результате этого на поверхности должны появиться пузырьки;
• эти пузырьки воздействуют на деталь так, что как бы съедают грязь. Причём происходит это даже в самых труднодоступных местах.

Сфера применения ультразвука

Сегодня спектр применения ванночек на основе ультразвука достаточно широк. Если в промышленности принцип ультразвука известен давно, то теперь список областей, где он используется постоянно растёт. С точностью можно сказать, что чистка ультразвуком стала родной для следующих отраслей промышленности:

Как собрать ультразвуковые ванны своими руками?

Можно купить технику с ультразвуком, а можно сделать самому по схеме. Необходимость собрать ультразвуковые ванны своими руками возникает потому, что на рынке в основном представлены китайские модели. Если что и попадается поприличней, то цена в несколько раз превышает китайский аналог.

Чтобы самому собрать ультразвуковой прибор для очистки, нужно хоть немного разбираться в физике . Тем, кто в школе собирал радиоприёмники, будет намного проще сделать своими руками такой прибор.

Итак, приступаем к сборке ультразвуковой ванны. В схеме прибора, собранного собственноручно должны присутствовать следующие компоненты:

• стальной каркас для крепления в нём всех элементов;
• насос для нагнетания жидкости в ванну;
• импульсный трансформатор для повышения напряжения;
• любой сосуд из керамики;
• магниты от старого динамика;
• катушку с ферритовым стержнем;
• небольшая трубка из стекла или пластмассы;
• и, конечно же, жидкость, которая будет использоваться в работе.

Если все детали в наличии, можно приступать к сборке. Пошаговая сборка ультразвуковой ванны своими руками, особенно когда есть некоторые навыки, занимает всего-навсего в несколько этапов.

1. На пластмассовую (стеклянную) трубку наматывается катушка. Ферритовый стержень не надо никуда убирать или приматывать: он так и остаётся висеть. Один конец ферритового стержня должен быть свободным. На него одевается магнит от динамика. Таким образом, получается магнитострикционный преобразователь или излучатель ультразвука.
2. Керамический сосуд крепится в стальном каркасе. Это и будет нашей ванночкой.
3. В дне керамического сосуда сверлится отверстие , в которую вставляется получившийся магнитострикционный преобразователь.
4. В ванночке (керамическом сосуде) делаются два отверстия для залива и слива жидкости.
5. В зависимости от того какой объём нужен в ультразвуковой ванне, своими руками можно установить и насос. В больших ёмкостях насос придётся ставить для ускорения поступления жидкости.
6. Так как напряжение в сети постоянно, понадобиться импульсный трансформатор. Такой трансформатор можно найти в старом компьютере или телевизоре.
7. Схема готова — осталось её испытать. Если возникнут недоделки их сразу же можно устранить.

Что надо знать при работе с ультразвуковыми ваннами?

Ультразвуковые ванны своими руками можно собрать и они будут работать. Но, как и в случае с изделиями заводской сборки, не стоит забывать о некоторых правилах.

Для генерации ультразвука применяются специальные излучатели магнитострикционного типа. К основным параметрам устройств относится сопротивление и проводимость. Также учитывается допустимая величина частоты. По конструкции устройства могут отличаться. Также надо отметить, что модели активно применяются в эхолотах. Чтобы разобраться в излучателях, важно рассмотреть их схему.

Схема устройства

Стандартный магнитострикционный излучатель ультразвука состоит из подставки и набора клемм. Непосредственно магнит подводится на конденсатор. В верхней части устройства имеется обмотка. У основания излучателей часто устанавливается зажимное кольцо. Магнит подходит только неодимового типа. В верхней части моделей располагается стержень. Для его фиксации применяется кольцо.

Кольцевая модификация

Кольцевые устройства работают при проводимости от 4 мк. Многие модели производятся с короткими подставками. Также надо отметить, что существуют модификации на полевых конденсаторах. Чтобы собрать магнитострикционный излучатель своими руками, применяется обмотка соленоида. При этом клеммы важно устанавливать низкого порогового напряжения. Ферритовый стрежень целесообразнее подбирать небольшого диаметра. Зажимное кольцо ставится в последнюю очередь.

Устройство с яром

Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно просто. В первую очередь заготавливается стойка под стержень. Далее важно вырезать подставку. Для этого можно использовать металлический диск. Специалисты говорят о том, что подставка в диаметре должна быть не более 3.5 см. Клеммы для устройства подбираются на 20 В. В верхней части модели фиксируется кольцо. При необходимости можно намотать изоленту. Показатель сопротивления у излучателей данного типа находится в районе 30 Ом. Работают они при проводимости не менее 5 мк. Обмотка в данном случае не потребуется.

Модель с двойной обмоткой

Устройства с двойной обмоткой производятся разного диаметра. Проводимость у моделей находится на отметке 4 мк. Большинство устройств обладает высоким волновым сопротивлением. Чтобы сделать магнитострикционный излучатель своими руками, используется только стальная подставка. Изолятор в данном случае не потребуется. Ферритовый стержень разрешается устанавливать на подкладку. Специалисты рекомендуют заранее заготовить уплотнительное кольцо. Также надо отметить, что для сборки излучателя потребуется конденсатор полевого типа. Сопротивление на входе у модели должно составлять не более 20 Ом. Обмотки устанавливаются рядом со стержнем.

Излучатели на базе отражателя

Излучатели данного типа выделяются высокой проводимостью. Работают модели при напряжении 35 В. Многие устройства оснащаются полевыми конденсаторами. Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно проблематично. В первую очередь надо подобрать стержень небольшого диаметра. При этом клеммы заготавливаются с проводимостью от 4 мк.

Волновое сопротивление в устройстве должно составлять от 45 Ом. Пластина устанавливается на подставке. Обмотка в данном случае не должна соприкасаться с клеммами. В нижней части устройства обязана находиться круглая подставка. Для фиксации кольца часто применяется обычная изолента. Конденсатор напаивается над манганитом. Также надо отметить, что кольца иногда применяются с накладками.

Устройства для эхолотов

Для эхолотов часто используется магнитострикционный излучатель УЗ. Как приготовить модель своими руками? Самодельные модификации производятся с проводимостью от 5 мк. у них в среднем равняется 55 Ом. Чтобы изготовить мощный ультразвуковой стержень применяется на 1.5 см. Обмотка соленоида накручивается с малым шагом.

Специалисты говорят о том, что стойки под излучатели целесообразнее подбирать из нержавейки. При этом клеммы применяются с малой проводимостью. Конденсаторы подходят разного типа. у излучателей находится на отметке 14 Вт. Для фиксации стержня используются резиновые кольца. У основания устройства накручивается изолента. Также стоит отметить, что магнит надо устанавливать в последнюю очередь.

Модификации для рыболокаторов

Устройства для рыболокаторов собираются только с проводными конденсаторами. Для начала требуется установить стойку. Целесообразнее применять кольца диаметром от 4.5 см. Обмотка соленоида обязана плотно прилегать к стержню. Довольно часто конденсаторы припаиваются у основания излучателей. Некоторые модификации производятся на две клеммы. Ферритовый стрежень обязан фиксироваться на изоляторе. Для укрепления кольца используется изолента.

Модели низкого волнового сопротивления

Устройства низкого волнового сопротивления работают при напряжении 12 В. У многих моделей имеются два конденсатора. Чтобы собрать прибор, генерирующий ультразвук, своими руками, потребуется стержень на 10 см. При этом конденсаторы на излучатель устанавливаются проводного типа. Обмотка накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что для сборки модификации потребуется клемма. В некоторых случаях используются полевые конденсаторы на 4 мк. Параметр частоты будет довольно высокий. Магнит целесообразнее устанавливаться над клеммой.

Устройства высокого волнового сопротивления

Излучатели ультразвука высокого сопротивления хорошо подходят для приемников короткой волны. Собрать самостоятельно устройство можно только на базе переходных конденсаторов. При этом клеммы побираются высокой проводимости. Довольно часто магнит устанавливается на стойке.

Подставка для излучателя применяется малой высоты. Также надо отметить, что для сборки устройства используются один стрежень. Для изоляции его основания подойдет обычная изолента. В верней части излучателя обязано находиться кольцо.

Стержневые устройства

Схема стержневого типа включает в себя проводник с обмоткой. Конденсаторы разрешается применять разной емкости. При этом они могут отличаться по проводимости. Если рассматривать простую модель, то подставка заготавливается круглой формы, а клеммы устанавливаются на 10 В. Обмотка соленоида накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что магнит подбирается неодимового типа.

Непосредственно стержень применяется на 2.2 см. Клеммы можно устанавливать на подкладке. Также надо упомянуть о том, что существуют модификации на 12 В. Если рассматривать устройства с полевыми конденсаторами высокой емкости, то минимальный диаметр стержня допускается 2.5 см. При этом обмотка должна накручиваться до изоляции. В верхней части излучателя устанавливается защитное кольцо. Подставки разрешается делать без накладки.

Модели с однопереходными конденсаторами

Излучатели данного типа выдают проводимость на уровне 5 мк. При этом показатель волнового сопротивления у них максимум доходит до 45 Ом. Для того чтобы самостоятельно изготовить излучатель, заготавливается небольшая стойка. В верхней части подставки обязана находиться накладка из резины. Также надо отметить, что магнит заготавливается неодимового типа.

Специалисты советуют устанавливать его на клей. Клеммы для устройства подбираются на 20 Вт. Непосредственно конденсатор устанавливается над накладкой. Стержень используется диаметром в 3.3 см. В нижней части обмотки должно находиться кольцо. Если рассматривать модели на два конденсатора, то стержень разрешается использовать с диаметром 3.5 см. Обмотка должна накручиваться до самого основания излучателя. В нижней части стоки клеится изолента. Магнит устанавливается в середине стойки. Клеммы при этом должны находиться по сторонам.

Ультразвуковая пушка собрана своими руками всего на двух логических инверторах и имеет минимальное количество комплектующих компонентов. Не смотря на простоту сборки, конструкция достаточно мощная и может применяться против пьяных алкашей, собак или подростков, которые засиживаются и поют в чужих подъездах.

Схема ультразвуковой пушки

Для генератора подойдут микросхемы СD4049 (HEF4049), CD4069, или отечественные микросхемы К561ЛН2, К176ПУ1, К176ПУ3, К561ПУ4 или любые другие микросхемы стандартной логики с 6-ю или 4-я логическими инверторами, но придется менять цоколевку.

Наша схема ультразвуковой пушки выполнена на микросхеме HEF4049. Как уже было сказано, нам нужно задействовать всего два логических инвертора, а какие из шести инверторов задействовать – вам решать.

Сигнал с выхода последней логики усиливается транзисторами. Для раскачки последнего (силового) транзистора в моем случае применены два маломощных транзистора КТ315, но выбор огромный, можно ставить любые NPN транзисторы малой и средней мощности .

Выбор силового ключа тоже не критичен, можно ставить транзисторы из серии KT815, KT817, KT819, KT805, КТ829 — последний является составным и будет работать без дополнительного усилителя на маломощных транзисторах. С целью повышения выходной мощности можно использовать мощные составные транзисторы типа КТ827 — но для его раскачки дополнительный усилитель все-таки будет нужен.

В качестве излучателя можно использовать любые СЧ и ВЧ головки с мощностью 3-20 Ватт, можно также задействовать пьезоизлучатели от сирен (как в моем случае).

Подбором конденсатора и сопротивления подстроечного резистора — настраивается частота.

Такая ультразвуковая пушка собранная своими руками вполне подойдет для охраны дачной территории или частного дома. Но не нужно забывать — ультразвуковой диапазон опасен! Мы не можем слышать его, но организм чувствует. Дело в том, что уши принимают сигнал, но мозг не способен раскодировать его, отсюда и такая реакция нашего организма.

Собирайте, тестируйте, радуйтесь — но будьте предельно осторожны, а я с вами прощаюсь, но ненадолго — АКА КАСЬЯН.

Всегда считалось, что мой дом является моей крепостью. Однако, появляются моменты, когда попросту находится в собственной квартире невозможно.

Доставлять неудобства может многое: шумные ремонтные работы в соседней квартире, очень громкая музыка и, естественно, пьяный дебош сверху каждую ночь на протяжении длительного периода времени.

Шум, который продолжается круглые сутки, заставляет сразу же искать хоть какое-нибудь решение о его устранении. Однако, не каждому известно, как побороть шумных соседей.

В Федеральном законе говорится, что уровень шума не должен превышать 40 дБ в период с семи часов утра до одиннадцати часов вечера, а вот ночью эта цифра не должна выходить за рамки 30 дБ.

Если брать хоть какое-то сравнение, то все звуки должны быть в три раза тише автомобильной сигнализации. Но все же не стоит забывать, что в каждом регионе могут быть внесены поправки в данный закон.

Если же нормы нарушаются пользователями жилых помещений, все действия со стороны недобросовестных соседей переходят в разряд административного нарушения.

Однако, случается, что в то время, как существуют законы они, к сожалению, не выполняются. В таком случае есть пара вариантов для решения проблемы.

Когда помехой является очень громкая музыка, можно постараться договориться мирным путем. Этот способ, несомненно, считается самым лучшим в тот момент, если все участники данного конфликта находятся в адекватном состоянии.

Можно пояснить, что у вас в квартире есть ребенок малого возраста и днем ему надо отдыхать, а вот вечером он должен лечь спасть в девять. Можно пойти на компромисс и понять друг друга.

В том случае, когда мирные переговоры так и не пошли на пользу, можно пойти к участковому, которому положено разобраться в данной ситуации по просьбе заявителя. Если же в соседской квартире происходит пьяный дебош, то лучше всего не лезть в него, так как есть возможность пострадать. В данном случае должны вмешаться органы правопорядка, которые сразу приедут на место по вызову и устранят конфликт.

Соседи делают ремонт

Все ремонтные работы, являются отдельной темой. Проводя работы с использованием дрели человек честно думает, что ничего плохого он не делает, так как время рабочее, а значит и закон не нарушается.

Но в некоторых случаях такого рода шум может потревожить и старушку, у которой разыгралась мигрень и разбудить маленького ребенка. В таком случае пожаловаться нельзя, так как закон на самом деле не нарушен.

Если человек воспитанный, то вы самостоятельно можете решить вопрос о времени проведения им самых шумных ремонтных работ, что даст возможность на этот период времени пойти с ребенком гулять или же не ложиться спать в данное время, а попросту его перенести.

Просьба о помощи

Так что же делать, если шум продолжается, а договориться никак не получается? Следует заметить, что приход участкового зачастую попросту не дает тех результатов, что хотелось бы. Очень часто данный момент зависит от того, насколько процветает коррупция на данном участке и, конечно же, от личности нарушителя.

В том случае, когда участковый не предпринимает никаких мер по заявлению или же ничего не меняется после его прихода, следует обращаться напрямую в прокуратуру, которая следит за тем, как соблюдаются законы. Там обязательно должны разобраться и ответ вам придет в письменном виде.

Если же и тут не помогли, тогда остается только суд. Если подается исковое заявление, то должны быть весомые доказательства того, что вам действительно невозможно отдохнуть в своей квартире из-за шумных соседей.

Как повлияет запрос в ЖЭС?

Есть еще одна инстанция в которую можно обратиться с жалобой на особо шумных соседей сверху, которым так и хочется насолить. Туда следует обращаться в том случае, если действительно не происходит никаких противоправных действий, которыми является дебош.

К примеру, постоянно где-то лает собака или же просто громкая музыка у соседа сверху. В данных случаях допустимо обращение в ЖЭС. Как правило, сотрудники такого учреждения говорят о том, что возможно провести какую-то беседу, однако не факт, что им откроют квартиру. Поэтому проще позвонить в полицию.

Однако и сотрудники полиции не спешат на помощь, так как их позиция выезда настроена только на противоправные действия, а громкая музыка это работа ЖЭСа. И вот когда круг замкнут, следует думать об альтернативных методах.

Бывают исключения

В законе о тишине есть пункты, на которые могут не распространяться ограничения во времени.

Не входят такие пункты, как:

• Плачет маленький заболевший ребенок;
• Мяукает кот или же лает собака;
• Звонят в церкви колокола;
• Проведение мероприятий и праздников на улице;
• Спасательные или аварийные работы, сопровождающиеся шумом.

Последствия для нарушителей

После того, как было предъявлено первое предупреждение, а эффекта не последовало, далее предусматривается административный штраф. Его величина будет зависеть только напрямую от того, кто послужил поводом для беспокойства – физическое лицо или юридическое.

В дополнении закона говорится, что могут быть привлечены к выплате штрафа и те, кто любит поставить усилитель на балкон. В законе есть четкие критерии нарушения тишины, за которые придется заплатить штраф:

1. Работы строительные и ремонтные ночью;
2. Использование пиротехники и фейерверков;
3. Прослушивание громкой музыки при применении усилителей;
4. Свист, громкие крики и другое.

Самостоятельная помощь

В том случае, когда никакие методы уже не помогают бороться с шумными соседями, можно попросту сделать ремонт, применяя материалы имеющие повышенные звукоизолирующие свойства.

Однако, это не всегда является выходом. Да и дело достаточно хлопотное. Можно попробовать применить инфразвук.

Что такое инфразвук?

Инфразвуком принято называть упругие волны, которые являются аналогами звуковых, но обладающие более низкими частотами, которые не слышит человек. Верхняя граница диапазона инфразвука является 16-25 Гц.

До сих пор не выявлена нижняя граница. На самом деле инфразвук присутствует во всем: и в атмосфере и в лесах и даже в воде.

Действия инфразвука

Инфразвуковые действия происходят за счет резонанса, который является частотой колебания большого количества процессов в организме. Альфа, бета и дельта-ритмы мозга тоже происходят на чистоте инфразвука, как, в принципе, и биение сердца.

Инфразвуковые колебания могут совпадать с колебаниями в теле. Впоследствии последние усиливаются, за счет чего происходит сбой работы какого-то органа. Может дело дойти не только до травмы, но также и до разрыва.

Частота колебаний в человеческом организме варьируется от 8 до 15 герц. В то время, когда на человека происходит воздействие звуковым излучением, все физические колебания могут попасть в резонанс, а вот амплитуда микросудорог увеличится во много раз.

Естественно, ощущение того, что воздействует, человек не сумеет понять, ведь звука не слышно. Однако присутствует некое состояние тревожности. Если же происходит крайне длительное и активное воздействие особого звука на весь человеческий орган, то происходят разрывы внутренних сосудов, а также капилляров.

Тайфун, землетрясение и вулканическое извержение излучают частоту в 7-13 герц, что дает призыв человеку быстро ретироваться с места, где происходят бедствия. Инфразвук и ультразвук очень легко может довести человека до самоубийства.

Очень опасным промежутком звука является частота в 6-9 герц. Очень сильные психотронные эффекты более всего оказываются на частоте в 7 герц, которая является аналогичной природному колебанию мозга.

В такой момент любая работа умственного характера попросту становится невозможной, так как есть ощущение того, что голова в любой момент может «лопнуть, как арбуз». Если же идет не сильное воздействие, тогда просто звенит в ушах и появляется чувство тошноты, ухудшается зрение и человек поддается безотчетному страху.

Звук, который имеет среднюю интенсивность, может расстроит пищеварительные органы, мозг, породить паралич слепоту и общую слабость. Сильное воздействие повреждает или же полностью приводит к остановке сердца.

Ультразвуковой излучатель

Можно самостоятельно соорудить инфразвуковой излучатель, который не будет приносить никакого вреда человеческому организму, однако нежелательное соседство станет менее шумным после его применения.

Конструкция ультразвука

Схема такова: самый простой генератор для создания колебаний запускается от катушки, которая имеется в динамике для звука. Реле необходимо для запуска конденсатора. Если подтолкнуть динамик для подачи звука и вовсе отключится.

Далее схема начинает работу на резонансной частоте катушки. Также нужны транзисторы, которые будут низкочастотными и выдавать определенную мощность звука. В качестве питания применяется девятивольтный бэпэшник от нерабочего модема.

Резисторы R2 и R4, являются регуляторами громкости. Схема производит работу на маятниковом резонансе. Однако вся электрика берет примерно два ватта, а вот на выходе около двадцати, поэтому динамик без них никак не работает.

Подойдет любой звуковой динамик НЧ. Обязательное условие – ставить в корпусе, так как в таком случае исключается акустическое «короткое замыкание». В виде корпуса прекрасно подходит кастрюля. У динамика для звука, при использовании электоролобзика, спиливаются уши, затем он втыкается в ведро и по периметру склеивается «моментом».

Настройка инфразвукового устройства

Изначально вся система собирается на столе и целиком проверяется вся электрика. Изначально это надо сделать без утяжелителя. После включения, динамик должен начать гудеть на частоте резонанса.

Если же сразу не выходит, стоит поработать с емкостью конденсатора. Затем собирается весь прибор в кастрюлю, проклеиваются «моментом» все щели между динамиком и корпусом, а потом следует промазать клеем спираль утяжелителя и на него же приклеить к диффузору динамика для звука.

Если же нет возможности найти нормальный чистомер, следует настроить частоту ультразвука в 13 Гц при использовании осциллографа и генератора НЧ по фигуре Лиссажу. Затем включается питание для проверки на несколько секунд, чтобы посмотреть, что получилось. Далее прибор выключается и начинается обрезание спиральки утяжелителя до того, пока не получится двойной Лиссажу.

УЗ излучатель — это генератор мощных ультразвуковых волн. Как мы знаем, ультразвуковую частоту человек не слышит, но организм чувствует. Иными словами ультразвуковая частота воспринимается человеческим ухом, но определенный участок мозга, отвечающий за слух, не может расшифровать данные звуковые волны. Те, кто занимаются построением аудио систем должны знать, что высокая частота очень неприятна для нашего слуха, но если поднять частоту на еще высокий уровень (УЗ диапазон) то звук исчезнет, но на самом деле он есть. Мозг попытается безуспешно раскодировать звук, в следствии этого возникнет головная боль, тошнота, рвота, головокружение и т.п.

Ультразвуковая частота давно применяется в самых разных областях науки и техники. При помощи ультразвука можно сваривать металл, провести стирку и многое другое. Ультразвук активно применяется для отпугивания грызунов в сельскохозяйственной технике, поскольку организм многих животных приспособлен к общению с себе подобными на УЗ диапазоне. Есть данные и про отпугивание насекомых с помощью УЗИ генераторов, многие фирмы выпускают такие электронные репелленты. А мы предлагаем вам самостоятельно собрать такой прибор, по приведённой схеме:

Рассмотрим конструкцию достаточно простой УЗ пушки высокой мощности. Микросхема D4049 работает в качестве генератора сигналов ультразвуковой частоты, она имеет 6 логических инверторов.

Микросхему можно заменить на отечественный аналог К561ЛН2. Регулятор 22к нужен для подстройки частоты, ее можно снижать до слышимого диапазона, если резистор 100к заменить на 22к, а конденсатор 1,5нФ заменить на 2,2-3,3нФ. Сигналы с микросхемы подаются на выходной каскад, который построен всего на 4-х биполярных транзисторах средней мощности. Выбор транзисторов не критичен, главное подобрать максимально близкие по параметрам комплементарные пары.

В качестве излучателя можно использовать буквально любые ВЧ головки с мощностью от 5 ватт. Из отечественного интерьера можно использовать головки типа 5ГДВ-6, 10ГДВ-4, 10ГДВ-6. Такие ВЧ головки можно найти в акустических системах производства СССР.

Осталось только оформить все в корпус. Для направленности УЗ сигнала нужно использовать металлический рефлектор.

СХЕМА УЛЬТРАЗВУКОВОГО ГЕНЕРАТОРА

   Источник ультразвука необходим для очень широкого спектра девайсов — отпугивателей мышей, комаров, собак. Или просто в качестве ультразвуковой стиральной машинки. Так-же с данным EPU можно ставить интересные опыты и эксперименты (товарищи добавляют: в том числе и с соседями:)). Может использоваться для сокращения времени травления и промывки печатных плат, уменьшения времени замачивания белья. Ускорение протекания химических процессов в жидкости, облучённой ультразвуком, происходит благодаря явлению кавитации — возникновению в жидкости множества пульсирующих пузырьков, заполненных паром, газом или их смесью и звукокапиллярному эффекту. Ниже представлена схема ультразвукового генератора переменной частоты, взятая из журнала «Радиоконструктор».

   Основу схемы ультразвукового генератора составляют два генератора импульсов прямоугольной формы и мостовой усилитель мощности. На логических элементах DD1.3, DD1.4 выполнен перестраиваемый генератор импульсов формы меандр ультразвуковой частоты. Его рабочая частота зависит от ёмкости конденсатора С3 и общего сопротивления резисторов R6, R4. Чем сопротивление этих резисторов больше, тем частота меньше. На элементах DD1.1, DD1.2 сделан НЧ генератор с рабочей частотой около 1 Гц. Оба генератора связаны между собой через резисторы R3, R4. Конденсатор С2 предназначен для того, чтобы частота высокочастотного генератора изменялась плавно. Если конденсатор С2 зашунтировать переключателем SA1, то частота высокочастотного генератора будет постоянной. На микросхеме DD2 и полевых транзисторах выполнен мостовой усилитель мощности импульсов. Инверторы микросхемы раскачивают двухтактные повторители на полевых транзисторах. Когда на выводах 3, 6 DD2 лог. О, то на выходах DD2.3, DD2.4 будет лог. 1. Соответственно, в этот момент времени будут открыты транзисторы VT1, VT4, a VT2, VT4 будут закрыты. Использование сигнала прямоугольной формы приводит к богатому гармониками акустическому излучению. В качестве излучателей ультразвука используются две высокочастотные динамические головки типа 2ГД-36-2500. Можно использовать и 6ГД-13 (6ГДВ-4-8), ЭГД-31 (5ГДВ-1-8) и другие аналогичные. При возможности, их желательно заменить мощным пьезокерамическим излучателем или магнитостриктором, который можно попробовать изготовить самостоятельно, намотав на ферритовом П-образном сердечнике от ТВС телевизора несколько десятков витков многожильного медного провода, а в качестве мембраны применить небольшую стальную пластину. Катушка должна быть размещена на массивной опоре. Р-канальные полевые транзисторы можно заменить на IRF5305, IRF9Z34S, IRF5210; п-канальные — IRF511, IRF541, IRF520, IRFZ44N, IRFZ48N. Транзисторы устанавливаются на радиаторы. Микросхемы можно заменить на 564ЛА7, CD4011A, К561ЛЕ5, КР1561ЛЕ5, CD4001B. Дроссель L1 — любой миниатюрный индуктивностью 220…. 1000 мкГн. Резисторы R7, R8 — самодельные проволочные. Переменный резистор СП3-30, СП3-3-33-32 или с выключателем питания СП2-33-20. Печатную плату генератора качаем в архиве.

   Настройка. Движок переменного резистора R5 устанавливается в среднее положение, контакты выключателя SA1 замыкаются, подбором ёмкости конденсатора С3 и сопротивления резистора R6 устанавливается частота генератора на DD1.3, DD1.4 около 30 кГц. Далее, контакты SA1 размыкаются и подбором сопротивлений резисторов R2, R3 и R4 следует установить девиацию ультразвуковой частоты от 24 кГц до 35…45 кГц. Делать её более широкой не следует, так как или работа устройства станет слышимой человеком, либо заметно возрастут потери на переключение полевых транзисторов, а эффективность излучателей звука упадёт. Срыв работы генератора на DD1.3, DD1.4 не допускается, так как это может привести к повреждению катушек динамических головок. Источник питания должен быть рассчитан на ток не менее 2 А. Напряжение питания может быть от 11 до 13 вольт.

   Сегодня собрал такую схему ультразвукового излучателя — работает не очень, но! Немного пораскинув умом, пришел к выводу о необходимости повысить ёмкость С3 до 2200 пф, далее естественно была устранена ошибка в схеме — в элементе DD2.2 выводы 4 и 6 перепутаны. И о чудо — работает. Правда долго выдержать этот пронзительный звук, меняющийся в широком диапазоне не представляется возможным даже тем, кто находится и в других комнатах. Голова начинает даже не болеть, а её как будто в тиски жмёт, до тошноты противное состояние, выдержал секунд 30.

   Ток потребления можно рассчитать исходя из сопротивления применяемого ультразвукового излучателя, закон Ома помнят думаю все. К примеру, у меня стоит на 16 Ом, приняв за КПД 100% оконечного каскада, что почти так и есть, получаем 750 мА при напряжении питания 12 В. Напряжение менять не стоит, иначе упадет мощность, да и смысл уменьшать? Свой ультразвуковой излучатель питаю от кренки на 12 В. При перепадах напряжения частота более менее стабильна получается. Диапазон выходных частот варьирует в широком пределе переменным резистором от слышимого спектра — до не слышимого, необходимо лишь правильно подобрать скважность импульсов для правильной работы схемы. Устройство собрал и испытал: ГУБЕРНАТОР.

   Форум по излучателям

Электронный ультразвуковой излучатель

— базовая версия: 9 ступеней (с изображениями)

Привет! Вот мой новый базовый проект для всех возрастов! Я снова здесь с другим проектом Arduino Nano. Сегодня мы собираемся создать устройство, которое излучает в воздухе ультразвуковые волны, чтобы отгонять комаров, тараканов, крыс или даже создавать собачий свисток. Это многоцелевой проект с Arduino Nano! Давай, продолжай и прочитай некоторую информацию ниже.

Электронный ультразвуковой излучатель — базовая версия

Он также известен как The Project E.U.E или электронный ультразвуковой излучатель с версией basic. Это традиционное устройство, которое может отпугивать комаров, тараканов, крыс или даже использоваться в качестве собачьего свистка. Project E.U.E состоит из 4 электронных компонентов, включая двухконтактную перемычку и черный провод. Проект управляется микроконтроллером, которым является Arduino Nano Atmega 328P. Он имеет один динамик (пьезо-пассивный зуммер), который излучает частоту от 20 кГц до 170 кГц (настоящая проблема здесь в том, что Nano имеет только максимальную частоту 65535, так что в действительности этот проект излучает частоту от 20 кГц до 65 кГц).Эти диапазоны безопасны и не раздражают, потому что это устройство совершенно не шумит. Он имеет световой индикатор (помимо светодиодного индикатора на Arduino Nano), который является модулем RGB. Модуль RGB является необязательным, это зависит от вас, если вы хотите иметь индикатор на своем устройстве, потому что для меня намного легче распознать мое рабочее устройство ночью, когда темно. Я заставил себя мигнуть, чтобы почувствовать, будто я смотрю на мигающих светлячков ночью, лол.

Функции

• Использует частоты выше слышимого диапазона нормального человеческого слуха, около 20–170 кГц.
• Портативный. (Вы можете взять эти вещи с собой в поход или в путешествие.)
• Работает от портативного зарядного устройства.
• Быть крутым!

Цель проекта (Для меня)

Цель этого проекта для меня — отпугнуть комаров в моей комнате. Комары — моя проблема по ночам, они кусают меня каждую ночь, и это нехорошо для меня, потому что за последние годы у меня было 4 случая лихорадки денге. Я не хочу снова заболеть лихорадкой денге. Итак, я решил сделать это устройство, чтобы проверить, будут ли работать частоты от 20 кГц до 170 кГц (только коррекция: от 20 кГц до 65 кГц на самом деле, у Arduino есть ограничения).

The Research (My Own Research)

Night One — После того, как я сделал это, я попробовал! Я запускаю этот проект 3 дня, не выключая его. Я имею в виду, что это устройство работает круглосуточно и без выходных. В первую ночь около 50% комаров исчезли. Как я докажу, что 50% пропало? Я основал это на своих укусах комаров. Каждое утро на коже остается 5-10 или 7-9 укусов (в основном на ногах). Проснувшись на второй день, я заметил, что у меня всего 4 укуса, что составляет половину от 5-10 укусов.

Night Two — На вторую ночь я разместил его в центральной части моей комнаты, чтобы он широко излучал ультразвук по всей комнате. Результат на вторую ночь, у меня всего 2 укуса на ногах, примерно 80% комаров ушли и оставили меня lol.

Третья ночь — Третья ночь была очень крутой! Я поставил его на то же место, что и ночь второй. Результат очень невероятный, потому что на моей коже нет следов укусов, так как 100% комаров исчезли в моей комнате.Я все еще использую это устройство до сих пор, чтобы в моей комнате не было комаров.

ПРИМЕЧАНИЕ. Это только мое собственное исследование и не гарантирует, что оно является действительным доказательством полной эффективности моего проекта. Я всегда считаю эффективность исходя из пользователей этого проекта. Вы можете внести свой вклад и попробовать.

Наука за

Чтобы прояснить, я использую 40 кГц или частоту, которая выше 20 кГц и 30 кГц. Сначала я использовал 20 кГц в течение одной недели, и это оказалось неэффективным.30 кГц также неэффективен, и все же у меня есть следы укусов от работы на нем в течение 1 недели. Поэтому я потратил 2 недели на тестирование этих частот. Я решил использовать более высокую частоту, например 40 кГц, и нашел это эффективным (для меня, но я не знаю, будет ли это устройство работать для вас — попробуйте вместо этого). Говорят, что от 20 кГц до 170 кГц — это звуковая частота крыла стрекоз, которые являются хищниками комаров. Поэтому я прихожу к выводу, что звук из моего динамика отталкивает комаров, потому что они думали, что моя комната опасна для жизни, хахаха, лол.Они сказали, что ультразвуковой отпугиватель — это лженаука и совсем не эффективен. Я верю в это, но все же я пытаюсь сделать этот проект. В конце концов, это работает для меня, и это очень помогает мне бороться с этими комарами.

Хотите внести свой вклад?

Ты мне нужен (я не гей, если ты мужчина LOL), но серьезно мне нужна твоя помощь, чтобы протестировать этот проект, если он действительно работает. Кто угодно может помочь мне предоставить доказательства результатов этого исследования. Если у вас есть уникальный способ протестировать его, прокомментируйте его ниже или, если у вас есть видео с его тестированием, также укажите ссылку под комментарием.Извините, но я нахожусь в середине неэффективного и эффективного масштаба этого проекта. Для меня это работает, а для других? Я хочу знать, и мне очень любопытно, каковы были бы результаты исследования, спасибо, ребята! Надеюсь, понять и удовлетворить любопытство.

Заявление об ограничении ответственности

Этот проект предназначен только для развлечения и не на 100% работает в любой ситуации в любое время. Нет надлежащих экспериментов, подтверждающих, что это устройство проверено и может отражать комаров, тараканов и крыс.Автор не несет ответственности за какой-либо прямой или косвенный ущерб от создания этого проекта. Это только для развлекательных и образовательных целей. Автор призывает зрителей попробовать, если у вас есть недавние исследования по проекту, пожалуйста, прокомментируйте его ниже.

Осторожно

«Не используйте диапазон от 2 МГц и выше, потому что это опасные частоты, которые используются в медицинских целях. Это может повлиять на ваше здоровье, пожалуйста, прочтите некоторую информацию ниже по ссылке о воздействии ультразвука на человека.»

Ссылка : http://www.wikilectures.eu/index.php/Effects_of_Ultrasound

Надеюсь, вы прочитали все, что должны знать об этом проекте. Это моя вторая инструкция, почему бы не проверить мой первый инструктаж ниже и посетите его и проверьте!

Проект спонсируется двумя моими партнерами в электронном магазине, Hive Electronics (поставщик DIY KIT) и ConnectedCities (еще один вариант покупки деталей из этого руководства). Вы готовы попробовать? В восторге от создания этого материала? Что вы ждете? Идите и переходите к первому шагу!

Ультразвук

— Как управлять ультразвуковыми датчиками 1 МГц

Ультразвук — Как управлять ультразвуковыми датчиками 1 МГц — Обмен электротехнического стека

Сеть обмена стеком

Сеть Stack Exchange состоит из 176 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange

2. 0
3. +0
6. Авторизоваться Зарегистрироваться

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил 6 лет, 6 мес. Назад

Просмотрено 4к раз

\ $ \ begingroup \ $

У меня есть 2 ультразвуковых преобразователя (см. Рисунок ниже), обращенные друг к другу с шагом 10 см (регулируемый).Я хотел бы подать синусоидальную волну 1 МГц (от функционального генератора) на один преобразователь (передатчик) и измерить амплитуду сигнала на приемном преобразователе (с помощью осциллографа).

Может кто-нибудь посоветовать схему, необходимую для выполнения вышеуказанного теста?

Преобразователи рассчитаны на 3 В (размах), не уверен в потребляемом ими токе.

Ниже приведены технические характеристики датчика, предоставленные производителем.

Создан 05 ноя.

ПравиПрави

27766 серебряных знаков1212 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ 6 \ $ \ begingroup \ $

Да, генератор функций подойдет.Не думаю, что user44776 что-нибудь увидит по воздуху. Попробуйте наклеить их на противоположные концы куска пластика. И наложите на концы немного липкой ленты, чтобы избавиться от воздушных зазоров между датчиком и пластиком. (goop может быть чем-то вроде вазелина.)

Позвольте мне добавить, что если пластик или другое твердое тело работает (вы также можете попробовать ванну с водой). Тогда, если ваш функциональный генератор имеет импульсный режим, отправьте период синусоидальной волны (с частотой ~ 1 МГц) и измерьте время полет.

Создан 14 ноя.

Джордж ХерольдДжордж Херольд

4,47911 золотых знаков1414 серебряных знаков2424 бронзовых знака

\ $ \ endgroup \ $ 2 \ $ \ begingroup \ $

Из спецификации, импеданс вашего преобразователя в резонансе эквивалентен резистору 100–350 Ом, подключенному параллельно конденсатору 1300 пФ.Реактивное сопротивление конденсатора в резонансе (1 МГц) составляет 122 Ом. Большинство функциональных генераторов должны иметь возможность подавать на эту нагрузку 3 В P-P. Ослабление звука в воздухе составляет около 1,6 дБ на см, поэтому оно составляет 16 дБ на расстоянии 10 см. В спецификации не указывается чувствительность преобразователя к передаче, то есть интенсивность звука, производимого на один вольт привода. Таким образом, невозможно рассчитать уровень звука, достигающий принимающего преобразователя. Лучше всего провести эксперимент и посмотреть, какой уровень сигнала вы получаете.Большинство осциллографов могут обнаруживать уровни в 1 милливольт или даже меньше. Если вы видите сигнал на осциллографе, все готово. Если вы не можете, вам нужно будет предоставить усилитель напряжения, который может усилить на частоте 1 МГц. Есть много операционных усилителей, которые могут это сделать.

Создан 05 ноя.

БарриБарри

13.4k11 золотых знаков2222 серебряных знака2424 бронзовых знака

\ $ \ endgroup \ $ 4 Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в ​​отношении файлов cookie.

Принимать все файлы cookie Настроить параметры

Как они работают и как их моделировать

В этом сообщении блога мы обсуждаем, как работают ультразвуковые датчики и как вибрирующий пьезоэлектрический диск генерирует ультразвуковые волны.Мы также включили интерактивную демонстрацию, чтобы показать вам, как моделировать ультразвуковой датчик в OnScale с помощью анализа методом конечных элементов. Ультразвуковой датчик — это система, которая может излучать и принимать ультразвуковые волны. Обычно он используется для определения расстояния до объекта и от него. Он также принадлежит к семейству «преобразователей», поскольку генерирует ультразвуковые волны из переменного напряжения. Таким образом, он преобразует электрическую энергию в акустическую.

Вот пример датчика ультразвуковых волн:

Как работает ультразвуковой датчик?

Давайте посмотрим на механизм «генерации волн», лежащий в основе этого датчика.

Принцип этого датчика прост:

1. Диск, сделанный из пьезоэлектрического материала PZT, колеблется при приложении определенного напряжения и генерирует ультразвуковые волны из излучателя
2. Когда эти волны встречаются с объектом, они возвращаются к датчику рецептора
3. Расстояние между датчиком и объектом рассчитывается с использованием простого соотношения d = (v * t) / 2

Примечание: ½ возникает из-за того, что волна распространяется вперед и назад.

Как вибрирующий пьезоэлектрический диск генерирует ультразвуковые волны?

Каждый материал состоит из элементарных «кристаллов». Эти кристаллы состоят из атомов, которые расположены определенным образом и имеют разные положительные или отрицательные заряды.

Некоторые материалы имеют кристаллическую структуру, более чувствительную к электрическому полю, чем другие, и вибрируют под действием напряжения, зависящего от времени. Именно в этих кристаллах пьезоэлектрический эффект наиболее важен.В пьезоэлектрических кристаллах , таких как кварц, турмалин и соль Рошеля, кристалл имеет гексагональную форму с обоих концов. Он имеет три оси: оптическую ось, электрическую ось , ось и механическую ось. Когда давление или механическая сила прикладываются вдоль оси поляризации пьезоэлектрических кристаллов, они производят электричество.

Как имитировать ультразвуковой датчик?

Для моделирования ультразвукового датчика в 2D или 3D требуется программное обеспечение, которое может правильно обрабатывать двустороннюю связь между напряжением, механической деформацией и акустической волной.OnScale может сделать это, полностью взаимодействуя с этими тремя видами физики. Другое преимущество OnScale заключается в том, что наш основной решатель является нелинейным явным решателем. Все сигналы, которые вы вводите и рассчитываете с помощью OnScale, являются сигналами временной истории, а это означает, что они очень близки к тому, что вы действительно можете наблюдать на осциллографе во время физического эксперимента. OnScale также может рассчитывать импеданс и частотные сигналы с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ).

Полностью связанный мультифизический решатель позволяет выполнять гораздо более быстрые вычисления и моделирование гораздо более крупных задач. Это становится очень актуальным при моделировании ультразвуковых датчиков.

Моделирование ультразвукового датчика, погруженного в воду

Рассмотрим трехмерное моделирование простого преобразователя, погруженного в воду. Граничные условия симметрии используются для упрощения геометрии САПР и размера модели, чтобы сократить время решения. Преобразователь приводится в действие электрической нагрузкой, приложенной к пьезокерамическому материалу.

Модель САПР была создана в Onshape и позволяет настраивать следующие проектные переменные. По умолчанию толщина пьезоэлектрического элемента, пьезоэлектрический радиус и соответствующая толщина слоя добавляются в качестве переменных конфигурации для быстрого доступа через панель конфигурации в Onshape.

Эту модель можно скачать здесь

Результаты

Из этой модели мы можем получить все следующие выходные результаты:

• Электрическое сопротивление
• Формы мод (гармонический анализ) базовой конструкции
• Максимальное акустическое давление

Интерактивное руководство по процессу моделирования

Мы создали простой интерактивный интерфейс, который позволяет новым пользователям OnScale узнать, как имитировать этот ультразвуковой датчик.

В этой интерактивной демонстрации вы узнаете:

1- Как импортировать модель САПР

2- Как назначить напряжение нагрузки

3- Как смоделировать эту модель с помощью OnScale в облаке

Если вы заинтересованы в том, чтобы следовать нашим подробным руководствам, ознакомьтесь с нашими руководствами для дизайнеров здесь.

Если у вас есть какие-либо специальные модели или симуляции, которые вы хотите выполнить, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам здесь или дайте нам знать в разделе комментариев этого блога!

Введение в ультразвуковые драйверы

Ультразвуковые приложения

Применения ультразвуковой техники можно условно разделить на две категории: считывание и приведение в действие.Приложения для зондирования включают ультразвуковую визуализацию, сонар и обнаружение жидкостей. Эти приложения, которые не рассматриваются в этом руководстве, обычно требуют как передачи, так и приема импульсов. В отличие от этого, тема этого руководства — приложения срабатывания, которые требуют непрерывной или полунепрерывной генерации мощной ультразвуковой вибрации. Приложения включают:

• Медицинские приборы, такие как скальпели и стоматологические инструменты
• Обрабатывающий, сверлильный и режущий инструмент
• Сварка пластмасс и металлов
• Ультразвуковая очистка
• Обработка ультразвуком для перемешивания жидкостей и химических реакций

Ультразвуковые приводы

Наиболее распространенным типом ультразвукового исполнительного механизма является датчик Ланжевена с болтовым зажимом, показанный на рисунке ниже.Эти приводы состоят из пьезоэлектрических дисков, зажатых между металлическими электродами. Центральный болт предварительно нагружает конструкцию сжимающей силой, достаточной для предотвращения растягивающих усилий во время работы. Центральное отверстие с резьбой также используется для установки преобразователя на нагрузку или концентрирующий рупор.

Преобразователь Ланжевена с болтовым зажимом и двумя пьезоэлектрическими слоями (www.mmech.com)

Когда к пьезоэлектрическим слоям прикладывается напряжение, в вертикальном направлении создается пропорциональная сила, которая смещает два металлических конца.При установке на поверхность поведение преобразователя Ланжевена можно представить с помощью системы с сосредоточенными параметрами, показанной ниже. В этой модели $ F $ представляет пьезоэлектрическую силу, $ k $ — жесткость пьезоэлектрических слоев, параллельных болту предварительного натяга, а $ C $ — вязкое демпфирование системы. Эта система имеет резонансную частоту:
$$ f_ {1} = \ frac {1} {2 \ pi} \ sqrt {\ frac {k} {M}} $$

Механическая модель, показывающая эквивалентную массу, жесткость $ k $, диссипацию $ C $ и силу $ F $.{2} _ {1}} $$
где $ x $ — смещение, $ \ alpha $ — чувствительность преобразователя, $ Q $ — добротность, а $ \ omega_ {1} = 2 \ pi f_ {1} $ — резонансная частота. Добротность $ Q $ определяет полосу пропускания системы и коэффициент усиления при резонансе относительно статического смещения. Добротность связана с механической диссипацией $ C $ уравнением:
$$ Q = \ sqrt {Mk} / C $$
Чувствительность при резонансе приблизительно равна $ G (j \ omega_ {1} = \ alpha Q = \ alpha \ sqrt {Mk} / C) $.То есть более высокие механические потери $ C $ уменьшают добротность и амплитуду колебаний при резонансе.

Когда преобразователь подключен к механической нагрузке, рассеивание $ C $ становится суммой рассеяния внутреннего привода и рассеивания механической нагрузки $ C_ {ext} $, которая представляет реальную механическую мощность, передаваемую нагрузке. Большинство ультразвуковых приводов сконструированы таким образом, что в рассеянии преобладает внешняя работа, передаваемая нагрузке. Поскольку смещение при резонансе обратно пропорционально диссипации $ C $, большие изменения амплитуды вибрации могут быть результатом изменения рассеиваемой мощности нагрузки.

Электрический и механический отклик ультразвукового преобразователя.

Резонансная модель серии

В электрическом отклике преобладает минимум импеданса в $ f_ {s} $, известный как последовательный резонанс, который приблизительно равен частоте механического резонанса $ f_ {1} \ приблизительно f_ {s} $. Вблизи резонансной частоты ультразвуковой привод можно адекватно смоделировать как последовательную эквивалентную схему, показанную ниже, известную как модель Баттерворта Ван-Дайка.Эта модель включает электрическую часть, которая представляет емкость преобразователя, и эквивалентную схему, которая представляет механический отклик преобразователя. Соотношение между электрическими и механическими величинами:

• Напряжение $ V $ пропорционально силе $ F $
• Ток $ I_ {m} $ пропорционален скорости $ \ dot {x} $
• Индуктивность $ L_ {1} $ пропорциональна массе $ M $
• Сопротивление $ R_ {1} $ пропорционально рассеиваемой энергии $ C $
• Емкость $ C_ {1} $ обратно пропорциональна жесткости $ k $

Последовательная эквивалентная схема действительна вблизи резонансной частоты последовательного соединения.{2} _ {rms} R_ {1} $$
Следует отметить, что сопротивление $ R_ {1} $ пропорционально рассеиванию, которое включает внутреннее и внешнее рассеивание. Могут происходить большие колебания амплитуды и мощности при относительно небольших изменениях механического рассеяния. Например, рассмотрим ультразвуковой преобразователь, управляемый напряжением, с сопротивлением нагрузки $ R_ {1} = 20 \ Omega $. Если система приводится в действие резонансом и нагрузка снимается, эквивалентное сопротивление может уменьшиться до 2 $ \ Omega $, что увеличит рассеиваемую мощность в 10 раз; кроме того, это рассеяние мощности будет происходить в приводе в виде тепла.

В режиме последовательного резонанса напряжение пропорционально развиваемой силе, а ток пропорционален скорости. Следовательно, возбуждение постоянным током обеспечивает приблизительно постоянную амплитуду колебаний. В приводах большой мощности прямая реализация источника постоянного тока менее практична, чем источник напряжения. Однако можно реализовать источник напряжения с регулированием тока нагрузки с обратной связью. Эта тема обсуждается далее в разделе «Управление питанием».

Модель параллельного резонанса

Помимо последовательного резонанса, электрический отклик также демонстрирует максимумы импеданса, известные как параллельный резонанс.При параллельном резонансе эквивалентная схема является двойственной модели Баттерворта Ван-Дайка, как показано ниже. Соотношение между электрическими и механическими величинами:

• Напряжение $ V_ {m} $ пропорционально скорости $ \ dot {x} $
• Текущий I $ пропорционален силе 900 $ F $ 16
• Индуктивность $ L_ {2} $ обратно пропорциональна жесткости $ k $
• Сопротивление $ R_ {2} $ обратно пропорционально рассеиваемой энергии C

Параллельная эквивалентная схема действительна вблизи частоты параллельного резонанса.

На частоте параллельного резонанса индуктивность находится в резонансе с емкостью преобразователя, и сопротивление снова становится резистивным $ R_ {2} $, однако, с гораздо большим значением, чем $ R_ {1} $. Можно показать, что эффективный фактор $ Q $ параллельного резонанса намного ниже, чем у последовательного резонанса. Причину можно увидеть в механической АЧХ. Частота параллельного резонанса $ f_ {p} $ значительно выше частоты механического резонанса.Можно заметить, что наклон $ \ vert G (j \ omega) \ vert $ намного меньше при $ f_ {p} $, поэтому изменения резонансной частоты и диссипации оказывают гораздо меньшее влияние на амплитуду колебаний. Следовательно, работа при параллельном резонансе хорошо подходит для приложений, где желательна постоянная амплитуда вибрации с пониженной чувствительностью к изменениям резонансной частоты и рассеиванию нагрузки.

Недостатком параллельного резонанса является значительно более высокий рабочий импеданс, который требует более высокого напряжения для достижения одинаковой амплитуды и мощности колебаний.Хотя КПД и максимальная выходная мощность идентичны, более высокое напряжение может потребовать более строгих мер безопасности. Еще одним недостатком является то, что требуются драйверы чистой синусоидальной волны. Любые гармоники в управляющем сигнале столкнутся с низким импедансом, что приведет к протеканию большого реактивного тока.

В режиме параллельного резонанса напряжение пропорционально скорости. Следовательно, привод постоянного напряжения обеспечивает приблизительно постоянную амплитуду колебаний.

Сравнение последовательностей и параллельных рабочих частот

Рабочие характеристики последовательной и параллельной резонансных частот сравниваются в таблице ниже.Хотя обе конфигурации обеспечивают одинаковую выходную мощность, последовательный резонанс требует более низкого напряжения, но приводит к более высокому тепловыделению в приводе. Параллельный резонанс обеспечивает постоянную амплитуду вибрации с возбуждением напряжением и меньшим нагревом привода, но требует более высокого рабочего напряжения и синусоидального драйвера.

Сравнение условий последовательного и параллельного резонанса с примерными величинами.

Отслеживание резонанса

Важной функцией ультразвукового драйвера является обнаружение и отслеживание желаемой резонансной частоты.Быстрая переходная характеристика желательна, чтобы минимизировать задержку запуска и компенсировать быстрые изменения нагрузки во время работы. Поскольку большинство ультразвуковых систем не имеют прямого доступа к измерению вибрации, отслеживание резонанса выполняется с использованием электрического импеданса. Что касается графика электрического импеданса, резонансную частоту можно отслеживать, просто изменяя частоту возбуждения, чтобы максимизировать величину тока. Или, при работе в параллельном резонансе, минимизируя величину тока.Недостатком этого метода является нулевой наклон величины импеданса при резонансе, поэтому чувствительность минимальна в желаемой рабочей точке. В результате такой подход приводит к большим отклонениям частоты и медленному отклику. Кроме того, этому методу мешают изменения рассеиваемой нагрузки, которые естественным образом изменяют величину тока. Несмотря на недостатки, этот метод прост в реализации и может подходить для приложений со стабильными условиями нагрузки.

Отслеживание фазы — это альтернативный метод, при котором частота возбуждения изменяется для приведения фазы импеданса к нулю, что происходит в обоих условиях резонанса.Этот метод требует более сложного контроллера, но он значительно быстрее и точнее, чем другие методы, поскольку наклон фазовой кривой максимален на обеих резонансных частотах.

Дополнительным соображением при отслеживании фазы является выбор уставки фазы. Его можно выбрать для работы немного выше или ниже резонанса, что может обеспечить более высокую устойчивость к изменениям нагрузки за счет электрического КПД. Кроме того, системы с низким коэффициентом качества могут иметь фазовые характеристики, отличные от нуля при резонансе, особенно для параллельного резонанса.В таких случаях необходимо выполнить отклик полного сопротивления, чтобы определить желаемую рабочую точку.

Пример реализации фазового управления в драйвере PDUS210 описан на схеме ниже. Фазовый детектор используется для измерения фазового угла импеданса нагрузки по первичному напряжению и току. Фазовый контроллер $ C _ {\ theta} (s) $ регулирует фазу нагрузки до заданного значения $ \ theta_ {ref} $, управляя частотой синусоидального генератора.

Контур фазового регулирования в драйвере PDUS210.

Контроль амплитуды колебаний

Для достижения постоянной амплитуды вибрации преобразователь может приводиться в действие постоянным напряжением на параллельной резонансной частоте или постоянным током на последовательной резонансной частоте.

В приложениях с большой мощностью постоянный ток достигается с помощью контура обратной связи, показанного ниже. В этом режиме основной задачей является регулирование тока с последующим отслеживанием фазы.

Контур управления током в драйвере PDUS210.

Регулятор мощности

При работе с постоянной амплитудой вибрации нет контроля над тем, сколько мощности рассеивается датчиком или передается на нагрузку. Однако драйверы, такие как PDUS210, позволяют устанавливать ограничения на максимальную мощность независимо от рабочего режима.

Во многих приложениях желательно напрямую регулировать мощность нагрузки, поскольку это пропорционально таким соображениям, как нагрев детали и кавитация. Как показано на схеме ниже, контур управления мощностью изменяет напряжение возбуждения для поддержания постоянной мощности нагрузки.В таких приложениях, как ультразвуковая обработка, когда инструмент периодически входит и выходит из контакта с обрабатываемой деталью, контур управления мощностью лучше всего отключать, пока инструмент не нагружен. Регулировка мощности наиболее эффективно сочетается с возбуждением постоянным током при работе в последовательном резонансе или возбуждением постоянным напряжением при работе в параллельном резонансе.

Контур управления фазой и мощностью в драйвере PDUS210.

Третий вариант управления мощностью — регулирование величины тока до заданного значения.Это полезно в приложениях с последовательным резонансом, поскольку ток пропорционален скорости.

Выбор диапазона напряжения

PDUS210 доступен в диапазонах напряжений от 17 В до 282 В, что соответствует импедансу от 1,5 $ \ Omega $ до 400 $ \ Omega $. Оптимальный выбор определяется импедансом преобразователя при резонансе и выбором последовательного или параллельного резонанса.

Первым шагом является измерение полного сопротивления преобразователя при последовательном и параллельном резонансах.Это можно сделать с помощью анализатора импеданса или просто генератора сигналов и осциллографа. Если возможно, эти испытания следует проводить на умеренной мощности как в условиях минимальной, так и максимальной нагрузки. Заполните значения в таблице ниже:

Таблица рабочего сопротивления при резонансе.

Резонанс серии
Для работы в режиме последовательного резонанса наиболее подходящий усилитель имеет оптимальное сопротивление, которое близко или немного превышает полное сопротивление полной нагрузки.{2} _ {rms} R_ {1, max} $$, где $ I_ {rms} $ — максимальный ток драйвера.

Параллельный резонанс
Для работы в режиме параллельного резонанса наиболее подходящий усилитель имеет оптимальное сопротивление, которое близко или немного меньше полного импеданса при полной нагрузке. {2} _ {rms}} { R_ {2, min}} $$, где $ V_ {rms} $ — максимальное напряжение драйвера.

Пользовательский диапазон напряжения
Пользовательские диапазоны напряжения и оптимальные импедансы доступны для обеспечения максимальной мощности для определенных преобразователей.

Что такое ультразвуковой преобразователь? 3 основных преимущества

Звук, который издается на более высоком уровне, чем диапазон человеческого слуха, называется ультразвуком. Ультразвуковой преобразователь — это один из видов датчиков звука. В то время как ультразвук обычно начинается с 20 кГц, большинство ультразвуковых преобразователей начинают с 200 кГц в зависимости от их применения.Ультразвук, который по своей природе похож на слышимый звук, имеет гораздо меньшую длину волны и более желателен для выявления мелких неисправностей. Эти более короткие длины волн являются особенными, потому что они делают ультразвуковые преобразователи очень полезными для измерения материалов и неразрушающего контроля. Эти преобразователи являются основными элементами датчиков для измерения расхода, уровня и расстояния, а также в биомедицинских, энергетических и других применениях ультразвука.

Что такое ультразвуковой преобразователь?

Ультразвуковой преобразователь — чрезвычайно важная и важная часть любого ультразвукового исследования.Выбор подходящего преобразователя для конкретного применения — важный вопрос. Факторы, содержащие ситуации и настройки прибора, свойства вещества и ситуации сопряжения, также будут влиять на результаты испытаний. Ультразвуковые преобразователи можно выбрать по разрешению или чувствительности.

Разрешение — это способность преобразователя отключать сигналы, исходящие от двух отражателей, когда они расположены близко друг к другу. Чувствительность — это способность ультразвукового преобразователя определять небольшие дефекты в веществах.Чрезвычайно демпфированный преобразователь помогает уменьшить отраженный сигнал, позволяя преобразователю проверять близко расположенные разломы. Производители систем преобразователей могут поставить сфокусированные преобразователи для более высокой чувствительности и разрешения, а также большой выбор поляризованных керамических материалов и монокристаллов для изменения процесса преобразователя. Для получения дополнительной информации о конструкции ультразвуковых преобразователей посетите здесь.

Ультразвуковые преобразователи посылают электрические сигналы к цели, и, когда сигнал попадает в объект, он возвращается к преобразователю.В этой процедуре датчик измеряет расстояние до цели, а не качество звука. Эти преобразователи используют ультразвуковые волны для оценки нескольких переменных. Он имеет широкий спектр применения в нескольких областях. Частотный диапазон ультразвуковых волн выше 20 кГц. Обычно они используются для измерения расстояний. На следующем изображении показан ультразвуковой преобразователь.

Ультразвуковой преобразователь для практического применения (Ссылка: piezodrive.com )

Ультразвуковой преобразователь — это система, способная создавать и принимать ультразвуковые колебания. Этот преобразователь состоит из изнашиваемой пластины, активного элемента и подложки. Активный элемент представляет собой пьезоэлектрическое или монокристаллическое вещество, преобразующее электрическую энергию в энергию ультразвука. Затем он восстанавливает ультразвуковую энергию и преобразует ее в электрическую. Импульс электрической энергии вырабатывается таким устройством, как детектор неисправностей.

В ультразвуковом неразрушающем контроле преобразователи преобразуют импульс электрической энергии от испытательного устройства в механическую энергию в виде звуковых волн, которые движутся внутри испытательного образца.Звуковые волны, посылаемые обратно от испытательного образца, преобразуются преобразователем в импульс электрической энергии, который может быть выполнен и проиллюстрирован испытательной системой. Фактически, преобразователь работает как ультразвуковой динамик и микрофон, производя и восстанавливая импульсы звуковых волн на частотах, намного превышающих уровень человеческого слуха.

Ультразвуковые преобразователи типов

Доступны различные типы ультразвуковых преобразователей в зависимости от ключевых факторов, таких как расположение пьезоэлектрического кристалла, площадь основания и частота.Наиболее эффективными из них являются следующие:

• Линейные преобразователи — В преобразователях этого типа матрица пьезоэлектрических кристаллов является линейной.
Ультразвуковые преобразователи с фазированной решеткой
• — Преобразователи этого типа имеют небольшую площадь основания и низкую частоту. (его основная частота 2 МГц — 7 МГц)
Стандартные преобразователи
• — эта модель также представлена ​​как конвексные преобразователи. В этом типе пьезоэлектрический кристалл имеет изогнутую форму. Для углубленных приложений они слишком подходят.
• Для неразрушающего контроля используются ультразвуковые преобразователи различных типов, включая преобразователи углового луча, преобразователи линии задержки, иммерсионные преобразователи, контактные преобразователи и двухэлементные преобразователи.

Компоненты ультразвукового преобразователя

Ультразвуковой преобразователь — это устройство, которое может производить и принимать ультразвук. Он состоит из трех основных компонентов. Исполнение каждой части представлено ниже.

Пьезоэлектрический кристалл

Центр преобразователя представлен как «активный ингредиент» системы.Он выдерживает разрежения и сжатия для преобразования электрической энергии в энергию ультразвука или наоборот. Детектор неисправностей — это еще один инструмент, используемый для генерации электрического импульса, который затем передается на преобразователь.

Поддержка

Это очень плотное вещество, что тоже слишком фундаментально. Исключительная цель этого — поглотить энергию, излучаемую задней частью кристалла, для отслеживания вибраций. Преобразователь с превосходной точностью может быть сконструирован путем управления акустическим импедансом основы кристалла.Если материал основы трансформируется, разница в этом акустическом импедансе может быть изменена. Это, безусловно, повлияет на преобразователи, поскольку разрешение может измениться намного выше.

Износостойкая пластина

Износостойкая пластина установлена ​​в преобразователе для поддержки пьезоэлектрического кристалла в различных областях применения. К экологическим проблемам, от которых он защищает ультразвуковой преобразователь, обычно относятся износ и коррозия. Изнашиваемая пластина обычно работает как акустический преобразователь между кристаллом и водой, клином или линией задержки.

Принцип работы ультразвукового преобразователя

Когда электрический сигнал подается на ультразвуковой преобразователь, он колеблется в пределах характерного частотного диапазона и производит звуковую волну. Эти звуковые волны движутся, и всякий раз, когда возникает какое-либо препятствие, эти звуковые волны отправляют обратно данные датчика. Наконец, эти данные преобразуются в электрический сигнал.

Здесь преобразователь оценивает временную паузу между отправкой звуковой волны и получением эхо-сигнала.Ультразвуковой датчик передает ультразвуковой импульс с частотой 40 кГц, который движется по воздуху. Эти преобразователи более желательны, чем инфракрасные датчики, потому что на эти ультразвуковые преобразователи не влияют черные материалы, пыль, дым и т. Д.

Принцип работы и компоненты ультразвукового преобразователя (Ссылка: radiopaedia.org )

Применение композитных устройств, в которых обычный твердый керамический диск или пластина заменяется на деталь, подвергнутую микротехнической обработке, в последние годы увеличилось.Они представляют собой крошечные цилиндры из пьезокерамики, закрепленные в эпоксидной матрице.

Композитные детали могут обеспечить увеличенную полосу пропускания и улучшенную чувствительность во многих приложениях обнаружения неисправностей. Когда он стимулируется электрическим импульсом, эта пьезоэлектрическая часть производит звуковые волны, а когда она вибрирует, возвращаясь сигналом, создает напряжение. Этот определенный элемент защищен от повреждения износостойкой пластиной или акустической линзой и поддерживается блоком демпфирующего вещества, которое заглушает преобразователь после того, как был сделан звуковой импульс.Эта ультразвуковая часть устанавливается в корпусе с соответствующими электрическими соединениями. Все преобразователи с угловым лучом, линией задержки, обычные контактные и иммерсионные преобразователи используют эту основную модель.

Зонды с фазированной компоновкой, используемые в системах визуализации, легко объединяют несколько отдельных частей преобразователя в единую конструкцию. Двухэлементные преобразователи, обычно используемые в системах контроля коррозии, различаются тем, что они имеют отдельные передающие и принимающие части, разделенные звуковым барьером и встроенной линией задержки для направления и объединения звуковой энергии вместо износостойкой пластины или линзы.На приведенном выше рисунке показана типичная конструкция ультразвукового преобразователя. Если вы хотите узнать больше о том, как работает ультразвуковой преобразователь, посетите здесь.

Принципиальная схема ультразвуковых преобразователей

Ультразвуковой преобразователь имеет две основные цепи: передатчик и приемник. Они изготовлены с использованием таймеров 555 или технологии CMOS (комплементарный металл – оксид – полупроводник). Передатчик и приемник этого преобразователя работают на одной частоте.

Передатчик этого преобразователя посылает ультразвуковые волны к цели, и когда звуковые волны достигают объекта, звуковые сигналы преобразуются в ультразвуковые и электрические сигналы.На следующей схеме показана принципиальная схема преобразователя.

Принципиальная схема ультразвукового преобразователя

(Ссылка: circuittoday.com )

Схема приемника принимает сигналы после воздействия ультразвуковых волн на цель и затем преобразует их в электрическую форму. Следующая диаграмма демонстрирует принципиальную схему приемника преобразователя.

Принципиальная схема приемника ультразвукового преобразователя

(Ссылка: circuittoday.com )

Применение ультразвукового преобразователя

Применение ультразвуковых преобразователей разнообразно. Эти преобразователи находят множество применений в различных областях, таких как медицина, промышленность и т. Д. Они имеют больше запросов из-за ультразвуковых волн. Это помогает обнаружить объект и измеряет расстояние от объектов до цели. Затем он может определить положение объекта и оценить состояние цели.

Кроме того, эти преобразователи полезны в области медицины.Они используются в хирургии при лечении рака, при обследовании внутренних органов, обследованиях сердца, диагностических обследованиях, при обследовании глаз и матки.

Ультразвуковые преобразователи используются в индустриальную эпоху. У них есть несколько важных приложений. Они могут измерять расстояние до конкретных целей, чтобы избежать столкновения, управлять производственной линией, контролировать уровень жидкости, обнаруживать обрыв провода, идентифицировать людей и транспортные средства для подсчета и многое другое.

Преимущества и недостатки ультразвуковых преобразователей Ультразвуковые преобразователи

имеют разные преимущества.Они способны измерять любой материал. Они также могут чувствовать все типы веществ. На них не влияет вода, пыль, температура или что-либо еще. В любой среде ультразвуковые преобразователи будут работать в надлежащих условиях. Надо сказать, что они могут измерять большие интервалы срабатывания.

Однако этот тип преобразователей имеет следующие недостатки.

Ультразвуковые преобразователи чувствительны к высоким и немедленным колебаниям температуры.Эти неожиданные температурные преобразования могут изменить обнаружительную способность ультразвукового преобразователя. Они также столкнутся с некоторыми трудностями при распознавании отражений от очень маленьких целей, которые слишком тонкие и мягкие. Тем не менее, для решения этих проблем проводятся новые исследования.

По большому счету, это все об эскизе ультразвукового преобразователя. В конце концов, мы можем сделать вывод, что это устройство используется для измерения расстояния до цели с помощью звуковых волн. Он вычисляет интервалы, посылая звуковую волну определенной частоты и ожидая, пока эта звуковая волна получит ответ.

2.2 Генерация ультразвука (датчики) | Olympus IMS

Ультразвуковые волны, используемые для обнаружения дефектов, генерируются и принимаются небольшими датчиками, называемыми ультразвуковыми преобразователями, которые преобразуют электрические импульсы в звуковые волны и звуковые волны в электрическую энергию. Преобразователи для дефектоскопии бывают самых разных размеров, частот и стилей корпусов, но большинство из них имеют общую внутреннюю структуру.

Обычно активный элемент преобразователя представляет собой тонкий диск, квадрат или прямоугольник из пьезокерамики или пьезокомпозита, который преобразует электрическую энергию в механическую (ультразвуковые колебания) и наоборот.Когда он возбужден электрическим импульсом, он генерирует звуковые волны, а когда он вибрирует, возвращая эхо, он генерирует напряжение. Активный элемент, который часто неофициально называют кристаллом, защищен от повреждений изнашиваемой пластиной или акустическая линза, поддерживаемая блоком демпфирующего материала, который успокаивает преобразователь после генерации звукового импульса. Этот ультразвуковой узел монтируется в корпусе с соответствующими электрическими соединениями. Все распространенные контактные, угловые, линейные и иммерсионные преобразователи используют эту базовую конструкцию.Двухэлементные преобразователи, обычно используемые в исследованиях коррозии, отличаются тем, что они имеют отдельные передающие и принимающие элементы, разделенные звуковым барьером, без поддержки, и встроенную линию задержки для управления и передачи звуковой энергии, а не износостойкую пластину или линзу.

Муфты

Ультразвуковые связующие используются практически во всех приложениях для тестирования контактов, чтобы облегчить передачу звуковой энергии между преобразователем и испытуемым образцом.Связующие вещества обычно представляют собой умеренно вязкие нетоксичные жидкости, гели или пасты. Их использование необходимо, поскольку звуковая энергия на ультразвуковых частотах, обычно используемых для ультразвукового неразрушающего контроля, не передается эффективно через воздух. Даже очень тонкий воздушный зазор между датчиком и тестируемым образцом предотвратит эффективное звучание. передача энергии и сделать обычные испытания невозможными.

Ряд обычных веществ, таких как вода, моторное масло, смазка и даже некоторые коммерческие продукты, такие как гель для волос, могут использоваться в качестве ультразвуковых связующих во многих областях.Специализированные связующие используются для высокотемпературных испытаний и случаев, когда требуется особый химический состав, например, с низким содержанием галогенов.

Домашняя

Домашняя

Пожалуйста, включите JavaScript.

О компании TransducerWorks

Как компания, которая разрабатывает и производит ультразвуковые преобразователи, мы понимаем, что нашими конечными пользователями являются врачи и специалисты по ультразвуковой диагностике, использующие наши продукты для диагностики пациентов, или промышленные профессионалы, проверяющие качество материалов, чтобы убедиться, что они безопасны в использовании.В отличие от других производств, профессионалы полагаются на нашу продукцию при принятии решений, которые могут изменить жизнь.

Узнать больше

Наша команда

Наша команда состоит из экспертов с многолетним опытом работы в своих областях.

Узнать больше

Мэтью Спигельмайер

Мэтт работает ученым в ультразвуковой индустрии более 30 лет. Он был соучредителем нескольких ультразвуковых компаний и является автором четырех патентов.Он проводит время в своей хижине на горе с семьей и гоняет на внедорожных мотоциклах.

Билл Гузик

Билл Гузик более тридцати пяти лет руководит высокотехнологичными предприятиями, включая ультразвуковую медицину. Он разработал и внедрил глобальные стратегии бизнеса, продуктов и выхода для небольших технологических компаний, а также наладил успешные рабочие отношения с такими глобальными корпорациями, как GE, Siemens, Philips и Samsung.Вдали от офиса Билл любит проводить время с семьей и друзьями, кататься на велосипедах и играть в хоккей.

Билл Хафф

Билл работал на различных руководящих должностях, включая менеджера по производству, менеджера по производству и менеджера по постоянному совершенствованию. Он является соучредителем медицинской ультразвуковой компании с 28-летним опытом работы в ультразвуковой диагностике. Его хобби — игра на гитаре, катание на Харлее, каякинг, катание на горных велосипедах и времяпровождение с женой и тремя собаками.

Мэтью Праскович

Мэтт работает в ультразвуковой отрасли в течение 20 лет, первые восемь лет он проработал на производстве в различных отделах, а остальные — в бухгалтерском учете, закупках, внутренних продажах и HR. В свободное от работы время Мэтт любит проводить время с женой, дочерьми и друзьями.

Ультразвуковые решения

TransducerWorks предлагает комплексные ультразвуковые решения. Мы разрабатываем продукты и решения для наших партнеров.

Узнать больше

Исследования и разработки ультразвуковых продуктов

Миссия TransducerWorks — разрабатывать ультразвуковые устройства, улучшающие качество жизни. Мы не называем себя научно-исследовательской компанией, но исследования и разработки — это то, что движет нами вперед. Мы — компания, занимающаяся разработкой решений и продуктов, которая проводит исследования в поддержку разработки продуктов. Наша опытная команда может решить любую задачу, связанную с разработкой ультразвукового оборудования.

Узнать больше

Пользовательские массивы стека

Сердце любого ультразвукового преобразователя — акустический стек.Хорошо спроектированный и собранный стек будет иметь высокий уровень акустических характеристик и обеспечивать четкое изображение. Наша команда имеет многолетний опыт проектирования и создания нестандартных стеков. Инновационный дизайн TransducerWorks сделал нас одним из ведущих в мире разработчиков и производителей акустических стеков.

Узнать больше

Другие решения

Наши партнеры обращаются к нам с проблемами, не связанными с проектированием и изготовлением датчиков. Мы помогли нашим партнерам с решениями, начиная от улучшения производственного процесса до процессов обеспечения качества и т. Д.Если у вас есть существующий ультразвуковой датчик с высокой частотой отказов, или если ваш датчик не дает вам четкого или достаточно точного изображения, наши специалисты по ультразвуку могут помочь.

Свяжитесь с нами

Примеры из практики

В TransducerWorks мы гордимся своей продукцией. Мы особенно гордимся тем, что предоставляем нашим партнерам то, что мы им обещаем. Мы считаем, что наши работы говорят за нас лучше, чем что-либо другое. Вместо того, чтобы просто рассказывать людям о нашем опыте и возможностях, мы хотели показать им.

Узнать больше

Ультразвуковая технология

TransducerWorks — компания, занимающаяся комплексной разработкой продукции. У нас есть возможность переместить проект преобразователя от первоначальной концепции к производству и тестированию прототипа, а в конечном итоге — к производству готового к отправке конечного продукта.

Узнать больше

“

Преобразователь модернизированной конструкции чрезвычайно надежен и выдерживает грубое обращение.