Неколкократно всеки от нас чуваше израза "ултразвук" - в тази статия ще разгледаме какво представлява, как се създава и за какво е.
Концепцията за "ултразвук"
Ултразвукът е механични вибрации, които са много по-високи от честотния диапазон, който човешкото ухо чува. Трептенията на ултразвука донякъде напомнят вълна, подобна на светлината. Но за разлика от вълните от светлинен тип, които се разпространяват само във вакуум, ултразвукът се нуждае от еластична среда - течност, газ или друго твърдо тяло.
Основни параметри на ултразвука
Основните параметри на ултразвуковата вълна се считат за дължина на вълната и период. Времето, необходимо за пълен цикъл, се нарича период на вълната и се измерва в секунди.
Ултразвуковият излъчвател се счита за най-мощния генератор на ултразвукови вълни. Човек не може да чуе ултразвуковата честота, но тялото му е в състояние да я усети. С други думи, човешкото ухо възприема ултразвуковата честота, но частта от мозъка, отговорна за слуха, не е в състояние да дешифрира тази звукова вълна. Неприятен за човешкия слухвисока честота, но ако увеличите честотата с още един диапазон, тогава звукът напълно ще изчезне - въпреки факта, че е в ултразвуковата честота. И мозъкът полага усилия да го декодира неуспешно, поради това човек има ужасно главоболие, виене на свят, гадене и други не особено приятни усещания.
Генераторите на ултразвукови вибрации се използват във всички области на технологиите и науката. Например, ултразвукът може не само да пере дрехи, но и да заварява метал. В съвременния свят ултразвукът се използва активно в селскостопанската техника за отблъскване на гризачи, тъй като тялото на повечето животни е приспособено да общува със собствения си вид с ултразвукова честота. Трябва също да се каже, че генераторът на ултразвукови вълни също е способен да отблъсква насекоми - днес много производители произвеждат този вид електронни репеленти.
Разновидности на ултразвукови вълни
Ултразвуковите вълни са не само напречни или надлъжни, но също така и повърхностни и Ламб вълни.
Напречните ултразвукови вълни са вълни, които се движат перпендикулярно на равнината на посоката на скоростите и преместванията на частиците на тялото.
Надлъжните ултразвукови вълни са вълни, чието движение съвпада с посоката на скорости и премествания на частиците на средата.
Ламб вълната е еластична вълна, която се разпространява в плътен слой със свободни граници. Именно в тази вълна се случва осцилаторното изместване на частиците както перпендикулярно на равнината на плочата, така и в посоката на движение на самата вълна. Това е агнешка вълна -това е нормална вълна в платина със свободни граници.
Ултразвуковите вълни на Релей (повърхностни) са вълни с елиптично движение на частици, които се разпространяват по повърхността на материал. Скоростта на повърхностната вълна е почти 90% от скоростта на напречната вълна и нейното проникване в материала е равно на самата дължина на вълната.
Използване на ултразвук
Както беше споменато по-горе, разнообразното използване на ултразвука, при което се използват най-разнообразните му характеристики, може условно да се раздели на три области:
- получаване на информация;
- активен ефект върху веществото;
- обработка и предаване на сигнал.
Трябва да се има предвид, че за всяко конкретно приложение е необходимо да се избере ултразвук с определен честотен диапазон.
Ефектът на ултразвука върху материята
Ако материал или вещество попадне под активното въздействие на ултразвукови вълни, това води до необратими промени в него. Това се дължи на нелинейни ефекти в звуковото поле. Този тип въздействие върху материала е популярен в промишлените технологии.
Получаване на информация чрез ултразвукови методи
Ултразвуковите методи днес се използват широко в различни видове научни изследвания за задълбочено изследване на структурата и свойствата на веществата, както и за пълно разбиране на процесите, протичащи в тях на микро и макро ниво.
Всички тези методи се основават основно на зависимостта на скоростта на разпространение и затихване на акустичните вълни от случващото се в тяхпроцеси и свойства на веществата.
Обработка и предаване на сигнал
Ултразвуковите генератори се използват за преобразуване и аналогиране на различни видове електрически сигнали във всички клонове на радиоелектрониката и за управление на светлинни сигнали в оптиката и оптоелектрониката.
Направи си сам ултразвуков трансдюсер
В съвременния свят ултразвуковият генератор е широко използван. Например в индустрията ултразвуковите вани се използват за бързо и ефективно почистване на нещо. Трябва да се каже, че този метод на почистване се е доказал само от най-добрата страна. Днес ултразвуковият генератор набира популярност и в други приложения.
Сглобяване на UZG верига за изплашване на кучета
Много жители на мегаполисите в страната ежедневно се сблъскват с доста осезаем проблем да срещнат глутница бездомни кучета. Невъзможно е да се предвиди поведението на стадото предварително, така че UZG ще се притече на помощ тук.
В тази статия ще анализираме как да направите ултразвуков генератор със собствените си ръце.
За да създадете ултразвук у дома, ще ви трябват следните подробности:
- платка;
- mirkoschema;
- радиоинженерни елементи.
Няма да е трудно да сглобите схемата сами. За да можете да контролирате импулсите, е необходимо да фиксирате микросхемата на радиокомпонента към конкретните крачета с поялник.
Нека анализираме конструкциятависокомощен ултразвуков честотен генератор. Микросхемата D4049, която има 6 логически преобразуватели, работи като ултразвуков честотен генератор.
Чужда микросхема може да бъде заменена с аналог на местно производство K561LN2. За регулиране на честотата е необходим 22k регулатор, с помощта на неговия US може да се намали до звукова честота. Изходното стъпало, благодарение на 4 биополярни транзистора със средна мощност, получава сигнали от микросхемата. Няма специални условия за избор на транзистори, основното тук е да изберете допълващи се двойки, които са възможно най-близки по отношение на параметрите.
Почти всяка RF глава, която има мощност от 5 вата или повече, може да се използва като радиатор. Идеалният вариант ще бъдат домашни глави като 10GDV-6, 10GDV-4 или 5GDV-6, те лесно могат да бъдат намерени във всички акустични системи, произведени в СССР.
Самоизработената схема на ултразвуковия генератор остава само да бъде скрита в кутията. Метален рефлектор ще ви помогне да контролирате мощността на ултразвуковия генератор.
Ултразвукова генераторна верига
В съвременния свят е прието да се използва ултразвуков генератор за отблъскване на кучета, насекоми, гризачи, както и за висококачествено измиване. UZG се използва и за значително намаляване на времето, прекарано за измиване и ецване на печатни платки. Химичните процеси в течността протичат много по-бързо поради кавитация.
USG веригата се основава на два правоъгълни импулсни генератора и усилвател на мощносттип мост. На логически елементи от тип DD1.3 и DD1.4 е инсталиран регулируем импулсен генератор с ултразвукова честота с форма на меандър. Трябва да се помни, че неговата работна честота директно зависи само от общото съпротивление на резисторите R4 и R6, както и от капацитета на кондензатора C3.
Запомнете правилото: колкото по-ниска е честотата, толкова по-голямо е съпротивлението на тези резистори.
На елементите DD1.1 и DD1.2 е изработен нискочестотен генератор, който е с работна честота 1 Hz. Генераторите са свързани помежду си с помощта на резистори R3 и R4. За да постигнете плавна промяна в честотата на високочестотния генератор, трябва да използвате кондензатор C2. Тук трябва да се помни и една тайна - ако кондензатор C2 се шунтира с помощта на превключвател SA1, тогава честотата на високочестотния генератор ще стане постоянна.
Използването на ултразвук: най-широкият обхват на приложение
Както всички знаем, ултразвукът не се използва никъде в съвременния свят. Със сигурност всеки от нас поне веднъж в живота си е бил подложен на ехографска процедура (ултразвуково изследване). Трябва да се добави, че благодарение на ултразвука лекарите могат да открият появата на заболявания на човешките органи.
Ултразвукът се използва активно в козметологията за ефективно почистване на кожата не само от замърсявания и мазнини, но и от епитела. Например, ултразвуковата фонофореза се използва успешно в салоните за красота за хранене и почистване, както и за овлажняване и подмладяване на кожата. Техниката на използване на ултразвукова фонофореза подобрява защитните механизми на кожата поради действието на ултразвукова вълна. Козметични процедури сИзползването на ултразвук се счита за универсално и подходящо за всеки тип кожа. Ултразвуковата фонофореза отразява чудеса!
Ултразвуковият парогенератор се използва активно не само в турските хамами, финландските сауни, но и в нашите съвременни руски бани. Благодарение на парата тялото ни ефективно се почиства от невидима мръсотия, тялото ни се освобождава от токсини и токсини, кожата и косата се лекуват, парата има положителен ефект върху дихателната система на човека.
Изкуствените генератори за мъгла се използват активно за повишаване на влажността на въздуха в помещенията, което има благоприятен ефект върху климата в апартамента. Това става особено актуално в студения сезон, когато централното отопление изсушава въздуха. Генераторите за изкуствена мъгла се използват както в жилищни помещения, така и в терариум или зимна градина. Експертите съветват да разполагате с ултразвуков генератор на мъгла за хора с респираторни заболявания или склонни към алергични заболявания.
Заключение
При домашна употреба ултразвуков генератор на пара или мъгла е много полезно устройство, което не само ще създаде комфорт и уют, но и ще може да обогати въздуха с невидими витамини, леки отрицателни въздушни йони, които са т.н. много на брега на морето, в планината или в гората и много малко в нашите апартаменти. А това от своя страна ще помогне за повишаване на емоционалното състояние и подобряване на здравето.
