Схема ультразвуковой генератор плата

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.

генераторы ультразвуковых колебаний

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.

мощность ультразвукового генератора

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

генератор ультразвуковых волн

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

генератор ультразвуковой узг

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.

ультразвуковой генератор пара

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

генератор ультразвуковой частоты

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.

ультразвуковой генератор своими руками

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.

Читайте также  Схема трехфазного электронного генератора

Схема ультразвуковой генератор плата

На эти модули зарисаванная от руки и отсканированная на бумагу будет в комплекте.
. .
. .
Размеры платы генератора:

250х138mm
Размер платы фильтра:

Стоимость платы генератора 2000р, фильтра 500р
Плата + фильтр 2500р — пересылку оплачивать не нужно.

Перевод на карту СБ или QIWI кошелёк.
Перешлю Почтой России из Владимирской области.

__________
Возможно кого то заинтересует
Ультразвуковые пьезоизлучатели BRANSON 40кГц
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=51&t=126931

Проверил генератор с 8шт. излучателями.
Всё отлично, выкладываю фото кому интересно:
.
.

Проверил работу с 4шт. излучателями.
Работает прекрасно, визуально никаких отклонений нет.
.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Провёл небольшой опыт по использованию данных в теме генераторов ( и излучателей к ним )
В Ашане была приобретена миска, как раз подходящая для ультразвуковой ванны, поверхность самой миски была обезжирена изопропанолом, зашкурена наждачной бумагой №4 в разных направлениях, до равномерного матового блеска. Затем опять обезжиривание до полного удаления следов абразива — ватный диск должен быть чистым абсолютно! после очередного протирания ванны. С излучателя я не стал удалять старый клей которым он был приклеен в своей прежней поверхности- поверхность старого клея имеет своеобразную шероховатость и равномерной толщины слой. Решил использовать это в качестве демпфера между излучателем и днищем ванны. Для приклеивания использовал клей POXIPOL 10 минут (холодная сварка). Замешал компоненты клея и часть клея тонким слоем распределил на поверхность излучателя, а часть- на поверхность ванны. Затем прижал излучатель к ванной и круговыми движениями по часовой стрелке и обратно — " притёр" излучатель к днищу ванны, так чтобы выдавить из-под излучателя максимальное количество клея. Далее зафиксировал излучатель малярным скотчем и оставил сохнуть на 1 сутки.
Затем были собраны воедино плата генератора, фильтра и сама ванна .Подключил всё через ЛАТР, работоспособность генератора начинается от 50 и до 250 Вольт включительно. Чисто субъективно, максимальная отдача генератора находится в районе питающего напряжения 110-140 Вольт, именно в этом диапазоне питания — наиболее равномерное( и максимальное) образование пузырьков воздуха и частота — работы генератора более стабильна. При питании от 230 В — генератор также сохраняет работоспособность, но процесс кавитации не так сильно выражен как при 110-140 В, и быстрее происходит нагрев радиаторов транзисторов генератора. Что в принципе не мешает закрепить радиаторы на дополнительную поверхность охлаждения или применить вентилятор. тест на фольге — пройден успешно. В прикреплённом видео — немного работы генератора: -Как это было.
Видео

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

-Valerius-
Премного благодарен за предоставленный обзор.
У меня с одним излучателем генератор почему-то не запустился..надо будет обязательно ещё раз проверить.
На работе тестирую отремонтированные генераторы с погружным преобразователем.
К сожалению нормальное видео снять не могу, вот фото:
.
.

Компэл 28 октября приглашает всех желающих принять участие в вебинаре, где будет рассмотрена новая и перспективная продукция компании Traco. Мы подробно рассмотрим сильные стороны и преимущества продукции Traco, а также коснемся практических вопросов, связанных с измерением уровня шумов, промывкой изделий после пайки и отдельно разберем, как отличить поддельный ИП Traco от оригинала.

Доброго всему собранию!

Только-что получил свою посылку. Всё в лучшем виде.
Всем рекомендую продавца, очень ответственный и обязательный человек.

Управление лампами накаливания автомобиля – одна из задач, прекрасно решаемых интеллектуальными ключами PROFET+ производства Infineon. Однако, в силу больших пусковых токов при включении ламп, разработка узлов их коммутации на основе этих ключей требует учета всех особенностей и характеристик как самих ламп, так и системы электропитания конкретной модели автомобиля.

Пьезоизлучатели снова в наличии, теперь будут в этой теме.
Сняты с погружных ультразвуковых модулей американской фирмы BRANSON 40кГц
. .
. .
Ответы на самые частые вопросы:
Паспортная мощность неизвестна, по внешним размерам около 50вт.
Большинство сажают на поксипол, но у нектрых отлетает.
Американцы приклеивали через какую то сетку скорее всего для крепкости соединения.
Там главное чтоб пустоты под излучателем не было, нужно хорошенько "втирать".
На ебей есть специлизированный, только стоит дороговато:
http://www.ebay.com/itm/1pcs-Ultrasonic . SwD2pXFlJw
Самое главное — излучатели нельзя включать без жидкости, "волну" нужно отводить.
Каждый пьезоизлючатель проверяется непосредственно перед продажей китайским генератором..

..или в комплекте с родными блоками (видео).
http://radikal.ru/video/r4jekoQcS4B
Остальные вопросы в ЛС, отвечу всем
_________
Стоимость 1шт. 350р + услуги почты. (

250-300р)
4шт. — 1400р, почта не оплачивается.
6шт. — 1800р, почта не оплачивается.
Цена комплектов обговаривается отдельно.
Для тех, кто покупал раннее (напомните) — стоимость излучателя 300р при любом количестве.

Перевод на карту СБ или QIWI кошелёк.
Перешлю Почтой России из Владимирской области.

Содержание

Цель нашей работы – изготовить достаточно простой и удобный ультразвуковой генератор низкой частоты и исследовать ультразвук экспериментальным путем на нашем новом приборе. Так как данная тема в школьном курсе рассматривается частично и нет возможности экспериментальным путем наблюдать такие явления, как интерференцию, дифракцию и определение скорости звука в среде, то на примере отдельно взятого физического прибора можно было доказать взаимосвязь физических явлений, теории с практикой.

Ультразвуковой генератор низкой частоты

1) Принципиальная схема генератора

Для создания данного устройства понадобилось:

— Резистор 0.5 вт 2,0 кОм

— Резистор 0.5 вт 1,0 кОм

— Резистор 0.5 вт 1,2 кОм

— Резистор 0.5 вт 7,5 кОм

— Конденсатор керам. 0,015 мкф/50в

— Конденсатор керам. 0,01 мкф/50в

— Плата макетная 7489 60х55мм д/с

Принципиальная схема рекомендуемого ультразвукового генератора изображена на рисунке. На транзисторе V Т 1 выполнен задающий генератор с ёмкостной обратной связью, а на транзисторе V Т 2 — усилитель мощности. Задающий генератор вырабатывает синусоидальные колебания, частота которых определяется колебательным контуром L , С1 , то есть индуктивностью катушки L и ёмкостью конденсатора С1 . Регулировка частоты производится перемещением внутри каркаса катушки L настроечного ферритового сердечника. Режим работы транзисторов задаётся делителями напряжения R 1, R 2 и R 4 , R 5 . Конденсатор С2 сглаживает пульсации эмиттерного тока, идущего через резистор R З, и стабилизирует положение рабочей точки транзистора V Т 1 . Разделительный конденсатор СЗ предотвращает попадание постоянного напряжения с резистора R З на базу транзистора V Т 2. Нагрузкой генератора является непосредственно обмотка возбуждения магнитострикционного излучателя МСИ, поэтому форма выходного напряжения генератора далека от синусоидальной.

hello_html_6e0980e3.jpg

2) Конструкция ультразвукового генератора

Сборку генератора можно осуществить методом навесного монтажа. Преимущества его в том, что не надо тратить время и материалы на разработку и изготовление платы, панели, корпуса, установку клемм, гнёзд, тумблеров, разъёмов и т. п. Но в нашей работе мы использовали плату макетную для большего удобства и надежного крепления. Наша задача в том, чтобы сделать внешне красивый прибор быстро и качественно, изготовить ультразвуковой генератор, пусть даже внешне непритязательный, но внутренне, безусловно, прекрасный и, главное, надёжный в работе, всегда готовый к изменениям, переделкам, совершенствованиям.

hello_html_m2e9a58ef.jpg

3) Технология изготовления прибора

Начинать изготовление генератора следует с намотки контурной катушки. Основой её является каркас длиной 40-50 мм с осевым отверстием диаметром 9 мм. Сделать каркас можно из бумаги по описанной в предыдущей статье технологии изготовления магнитострикционного излучателя. Однако проще в качестве каркаса контурной катушки использовать отрезок полихлорвиниловой трубки 1 диаметром 10 мм и длиной 60 мм . На трубку наденем резиновые колечки 2 шириной 5 мм, под них проденем облаженные латунные лепестки 3 и 4, к которым припаяем начало, а после намотки — конец провода 5. Наматывать катушку нужно виток к витку, прокладывая между соседними слоями тонкую бумагу 6. Обмотка должна содержать 550 витков медного провода в лаковой изоляции диаметром около 0,27 мм (это составляет примерно 5 слоев). Настроечным сердечником 7 контурной катушки генератора является отрезок ферритового стержня диаметром 8 мм и длиной 60-70 мм.

При работе генератора на транзисторе V Т 2 выделяется довольно значительная мощность. Чтобы исключить перегрев и выход из строя транзистора, его следует снабдить радиатором, в качестве которого можно использовать пластинку дюраля минимальным размером 5 х 20 х 50 мм. К такому радиатору транзистор плотно привинчивают винтом МЗ с гайкой.

hello_html_m1276c947.jpg

Радиодетали удобно соединять в порядке обозначения узлов на монтажной схеме. Если раньше Вам никогда не приходилось держать в руках паяльник, то помогут несколько советов. Прежде чем паять, плоскогубцами выпрямите и ножом зачистите выводы всех радиодеталей и концы соединительных проводов. Сделать это нужно для того, чтобы снять с проводников изоляцию и оксидную плёнку, которые препятствуют ихэлектрическому контакту. От аккуратности и тщательности этих операций зависит надёжность работы Вашего прибора. Затем облудим жало паяльника. Для этого на мгновение погрузим очищенное жало паяльника в канифоль и быстро перенесём на припой, стараясь расплавить его. Будем повторять операцию до тех пор, пока жало паяльника равномерно не покроется серебристым слоем расплавленного припоя. После этого последовательно облудим выводы всех радиодеталей и соединительных проводов. Делается это так. Зачищенный конец проводника накладываем на кусок канифоли, облужённым жалом паяльника расплавляем припой так, чтобы на жале осталась небольшая капля и этой каплей расплавленного припоя проводим по концу проводника, одновременно поворачивая проводник вокруг оси с тем, чтобы он равномерно покрылся тонким слоем припоя. Как правило, облужённые концы радиодеталей и проводов должны быть не длиннее 5 мм. Облуживание следует производить достаточно быстро, чтобы не допустить перегрева радиодеталей (особенно боятся перегрева полупроводниковые приборы).

Читайте также  Кинематическая схема трансмиссии уаз 31512

Сам процесс пайки генератора прост и приятен: нужно соединяемые детали привести в соприкосновение, затем прикоснуться к месту их соединения жалом паяльника с каплей расплавленного припоя на его конце, выждать небольшое время, пока не расплавится полуда на концах соединяемых деталей и припой равномерно не растечётся по месту соединения, убрать паяльник и подождать, пока припой не затвердеет, приобретя матовый оттенок. При соединении трёх или более выводов, а также в том случае, если к данной точке впоследствии предполагается припаивать что-то ещё, выводы можно предварительно соединить тонким медным проводом, который заранее необходимо очистить от изоляции и облудить.

4) Налаживание и проверка генератора в работе

Для питания генератора можно использовать 2-4 последовательно соединённые батарейки на напряжение 4,5 В каждая. В некоторых опытах достаточно напряжения, даваемого одной батарейкой, большинство опытов обеспечивается напряжением питания генератора 9 В. Правильно собранный генератор никакого налаживания не требует. Иогда в силу разброса параметров радиодеталей резонансная частота магнитострикшюнного излучателя не попадает в диапазон частот генератора. Тогда нужно подобрать ёмкость конденсатора С 1 или количество витков катушки L .

hello_html_m3980fdb.jpg

Проверку работоспособности генератора проведём в такой последовательности. Магнитострикционный излучатель поставим вертикально на стол и на торец его вибратора поместим лезвие. Настроечный ферритовый сердечник контурной катушки генератора полностью вдвинем в каркас этой катушки . Включим питание генератора. При этом мы услышим слабый звук высокой частоты. Медленно, поворачивая вокруг оси, выдвинем настроечный сердечник из каркаса контурной катушки. Звук будет ослабевать и при определённом положении сердечника мы вообще перестанем его слышать. Продолжим выдвигать сердечник до тех пор, пока лезвие не начнёт дребезжать на торце вибратора. Проскочим это положение и вновь вернёмся к нему. При найденном положении сердечника имеет место резонанс: частота генератора совпадает с основной собственной частотой вибратора и амплитуда его колебаний резко возрастает. Чтобы окончательно убедиться, что изготовленные нами приборы работают как надо, уберём с торца вибратора лезвие и аккуратно нанесём на него каплю воды. Настроим генератор в резонанс с вибратором магнитострикционного излучателя. Если при этом капля воды немедленно распыляется, то наши приборы действительно обеспечивают получение ультразвука необходимой интенсивности.

5) Ультразвуковая диагностика

Исследование органов и тканей при помощи ультразвука безопасно и очень информативно. С середины XX в. этот метод широко применяется во всём мире. Существует огромное количество аппаратов для проведения ультразвуковых исследований (УЗИ). Самые совершенные из них — стационарные. Эти большие аппараты с множеством дополнительных устройств — видеокамерами, принтерами и т. д., как правило, работают в крупных клиниках и диагностических центрах. Портативные, лёгкие переносные аппараты используются в удалённых районах.

Ультразвук — механические колебания высокой частоты (более 20 000 Гц) — человеческий слух не воспринимает. В ультразвуковой диагностике обычно применяются частоты от 2 до 20 МГц (для исследования поверхностных или мелких структур — от 7,5 до 20 МГц). Датчик состоит из одного или нескольких пьезоэлектрических элементов, которые превращают акустические и механические колебания в электрические и обратно. Его прикладывают к поверхности кожи, на которую нанесён слои геля, обеспечивающего хороший акустический контакт. Электрический сигнал, подаваемый на датчик, преобразуется им в механические колебания, они и распространяются вглубь тканей. На границах между тканями волны преломляются и отражаются, создавая эхосигнал, возвращающийся к датчику. Там он вновь превращается в электрический и после обработки формирует изображение внутренних органов пациента на экране монитора.

Ультразвуковой аппарат, соединённый с компьютером, — это уже ультразвуковой томограф. Во многих случаях он может успешно заменить рентгеновский томограф и в отличие от последнего не оказывает вредного воздействия на организм.

В данной работе мы рассмотрели устройство ультразвукового генератора низкой частоты для магнитострикционного излучателя ультразвука, а также возможности и принцип работы представленного устройства.

Касьянов В.А. Физика 10-11 класс. Учебник для общеобразовательных учебных заведений. Издательство «Дрофа» 2001 год

Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики I , II , III том. Издательство «Просвещение» 1988 год

Мелковская Л.Б. Повторим физику. Учебное пособие для поступающих в ВУЗы. Издательство «Высшая школа» 1977 год

Мультимедийный диск «Открытая физика 1.0». Windows 1.1x/95/98/NT, 386SX

Пинский А.А. Физика 10 класс с углубленным изучением физики. Издательство «Просвещение» 2005 год

Пинский А.А. Физика 11 класс с углубленным изучением физики. Издательство «просвещение» 2005 год

Потенциал. Журнал для старшеклассников и учителей. №8 август 2006 г.

Потенциал. Журнал для старшеклассников и учителей. №5 май 2007 г.

Потенциал. Журнал для старшеклассников и учителей. №10 октябрь 2006 г

Энциклопедия для детей физика – 2е изд., испр. и доп./Глав. ред. Н.Д. Аксенова. – М.: Аванта +, 1998. – 688 с.: ил.

Схема ультразвуковой генератор плата

Давно хотел собрать ультразвуковой генератор для экспериментов и вот вчера собрал:

В качестве вибратора излучателя использован круглый ферритовый стержень марки М400НН диаметром 8 мм и длиной 100-160мм. Не стоит применять стержни длинной выше указанной, так как они всё равно сломаются на 2-3 части из-за сильной вибрации. Короткие стержни более выносливы к вибрации. В каркасе обмотки возбуждения вибратор закреплён с помощью резинового кольца, расположенного по его середине. Обмотка возбуждения должна содержать два слоя провода ПЭЛ-1.0, намотанных виток к витку на длину, равную примерно половине длины вибратора. Провод лучше использовать в полихлорвиниловой изоляции. Точное количество витков не важно, главное намотать два слоя провода. Для подмагничивания вибратора нужен кольцевой магнит от любого звукового динамика средней величины. Магнит следует надеть на выступающую часть обмотки возбуждения так, чтобы нерабочий конец вибратора находился в одной плоскости с поверхностью магнита.
Ультразвуковой генератор состоит из двух каскадов: задающего генератора на маломощном транзисторе VT1 и усилителя, собранного на транзисторе VT2.
Задающий каскад представляет собой автогенератор с индуктивной обратной связью. Частота генератора определяется параметрами колебательного контура, состоящего из катушки индуктивности L1 (первичной обмотки ВЧ трансформатора Тр2) и конденсатора С2. Плавная настройка генератора на нужную частоту осуществляется перемещением внутри обмоток трансформатора ферритового сердечника (изменением индуктивности контурной катушки). Его длина может быть любой, важно, чтобы удобно было им управлять. Обмотка L3 трансформатора является катушкой обратной связи, с которой переменное напряжение через ячейку R2, C3 подаётся на базу транзистора VT1. Для возбуждения генератора необходимо, чтобы обратная связь была положительной.
Режим работы транзисторов задаётся отрицательным автоматическим смещением на их базах, которое осуществляется делителями напряжения R1, R2 и R4, R5. Температурная стабилизация транзистора VT1 осуществляется ячейкой R3, C4.
Напряжение ВЧ, вырабатываемое автогенератором, посредством катушки L2 и конденсатора С5 подаётся на базу транзистора VT2. Нагрузкой этого транзистора служит первичная обмотка выходного трансформатора Тр3. Конденсатор С6 предназначен для оптимального согласования магнитострикционного излучателя МСИ с выходом генератора.
Генератор питается от выпрямителя, состоящего из силового трансформатора Тр1, диода VD1 и электролитического конденсатора С1. Не смотря на свою простоту, такой блок питания вполне годится для данного устройства. Мощность трансформатора подбирается из расчёта просадки напряжении не более чем на 2 Вольта при работающем генераторе. Все детали, в том числе размеры каркасов катушек, могут отличаться от указанных в схеме. На работе генератора это практически не отразится и эффект получения ультразвука всё равно будет достигнут.
Для проверки генератора подключите к его выходу МСИ и подайте на генератор питающее напряжение 10В. При этом, если сердечник ВЧ-трансформатора полностью вдвинут внутрь его каркаса, излучатель должен издавать слабый звук ВЧ. При отсутствии звука (т.е. генерации) необходимо изменить знак обратной связи задающего генератора, поменяв местами концы обмотки L1 ВЧ-трансформатора . Если прибор правильно собран, то после этого он сразу начинает работать.

Читайте также  Схема статорной обмотки генератора

Литература: Физика Библиотечка физико-математической школы, Валерий Вильгельмович Майер, ПРОСТЫЕ ОПЫТЫ С УЛЬТРАЗВУКОМ, Москва, 1978г.

Элемент video не поддерживается вашим браузером.
Скачайте видео

Инженер

Технический Директор

Администратор

V.I.P.

Технический Директор

Технический Директор

Сделал несколько интересных опытов с ультразвуком, некоторые могут пригодится в быту и медицине:
Воздействие на пламя свечи ультразвука (нет применения):

Воздействие ультразвука на поверхность воды (нет применения):

Ультразвуковые колебания разделяют раствор солёной воды на солёную и пресную воду (возможно применение для опреснения морской воды):

Выведение тёмных пятен на эмали ванной при помощи ультразвуковой вибрации об поверхность эмали под водой (на мой взгляд это самое полезное применение в быту у себя дома):

Этим же способом можно выводить пятна на одежде, выбивая грязь механическим воздействием ферритового стержня.
Ещё для лечения пяточных шпор (болезнь такая): мажешь мазью Индометацин сустав и водишь ферритовым стержнем с ультразвуком. Под воздействием ультразвуковых вибраций мазь начинает проникать вглубь тканей, ну и лечит в конечном итоге, при этом чувствуется тепло в месте контакта с кожей. То же самое делается в процедурном кабинете при больнице, правда частота ультразвука у ихних аппаратов на порядок выше. Думаю можно таким образом прыщи и угри всякие лечить.

Технический Директор

Для экономичности работы генератора можно заставить работать вибратор излучатель в режиме резонанс в резонансе, то есть совместить электромагнитный резонанс с механическим резонансом. Для этого в цепь питания контура нужно включить лампочку (см. рисунок ниже), которая будет служить индикатором электромагнитного резонанса контура. Сигналом тому будет очень слабое свечение лампочки при настройке генератора. Внутри же колебательного контура МСИ будет большой резонансный ток. Однако механический резонанс с электромагнитным сразу не совпадает. Для этого придётся перемещать феррит вдоль оси катушки МСИ и одновременно следить за лампочкой, не давая ей ярко разгореться, подстраивая генератор. В какой-то момент электромагнитный резонанс совпадёт по частоте с механическим. Удобней всего это делать поместив лезвие или каплю воды на торец феррита МСИ. Как только будут созданы эти резонансные условия, генератору станет “легче” работать, а выходной мощный транзистор не будет сильно нагреваться. Теперь опыты с ультразвуком могут быть по времени продолжительнее и интенсивность колебания ферритовых стержней (особенно коротких) заметно увеличится за счёт большого электромагнитного поля создаваемое резонансными токами в контуре МСИ.

При помощи прибора "Преобразователь ультразвука" удаётся фиксировать звук от МСИ (с длиной феррита 60мм) на расстоянии до 5 метров. Пока ни как не соображу, как рассчитать частоту частоту звука исходя из длинны феррита, где-то была формула, но найти не могу.

Ультразвуковая ванна: устройство и апгрейд

Наиболее дешевые и доступные УЗ-ванны — на 0.5 л с продолговатым баком, наподобие CT-400, AOYUE-9050, тысячи их. Бывают они в двух вариантах — однорежимные на 30-35 Вт и двухрежимные 30/50 или 35/60 Вт. Ну, еще бывают с разными блоками управления, но это тема другой статьи. Двухрежимные, разумеется, дороже. Но, на самом деле, различия минимальны и для апгрейда однорежимной ванны до двухрежимной потребуется горстка деталек рублей так на 10-20. Благо, плата как правило предусматривает оба варианта (так дешевле) и в однорежимной просто не установлены некоторые элементы.

Как видно из блок-схемы, режимы отличаются только питанием УЗ генератора — через однополупериодный выпрямитель или двухполупериодный. В однорежимных ваннах отсутствуют мостик и реле, переключающее мощность (реле заменяется перемычкой, а вместо мостика — только его левый нижний диод, или перемычка на его месте), а также отличается схема управления. Собственно, достаточно допаять эти элементы, допилить/переделать схему управления — и ванна станет двухрежимной.
Дополнительно можно сделать вывод — в режиме повышенной мощности амплитуда колебаний та же, т.е. он эквивалентен увеличению выдержки примерно вдвое. Зато ванна в нем работает гораздо тише.

У меня ванна CT-Brand CT-400A, однорежимная 35 Вт с пятиминутным таймером на дискретной логике (не помню, как они сами называют этот вариант). Аналогичная ей двухрежимная 35/60 Вт — CT-400C, в нее-то и будем переделывать.

ЧиД врет, это фотка CT-400C, но разница невелика

После разборки внутри обнаруживается плата с тучей пустых мест. На фото их правда уже нет)

На верхней половине корпуса установлены бак с излучателем (таблетка диаметром 50 мм и толщиной 3-6 мм, приклеена в центре на эпоксидку, как раз там где под нее выштампована ямка) и плата с кнопкой и СИДом. Плата опять универсальная, с дырками и под А, и под С :) Этим следует незамедлительно воспользоваться, запаяв второй СИД, кнопку и разъем (и переставив первый СИД — он на месте второй кнопки). Бак же желательно выдавить, почистить от говна, которым он крепился (впрочем, у айоя там вполне нормальный силиконовый герметик — лучше не выдавливать, смысла нет) и посадить на автомобильный герметик, который не разрушает металл (т.е. не выделяет уксусную кислоту или еще какую дрянь).

Крепление таблетки (правда, из другой ванны, но в плане бака они практически идентичны):

Белые потеки — герметик. Если будете садить бак на герметик — аккуратней, эта штука медленно, но верно течет вниз. Так что заливать им надо в два присеста, чтобы герметику было некуда течь (сперва залить в бортик бака, вставить в корпус и выдержать в перевернутом состоянии, пока не засохнет, затем залить щель между корпусом и баком снаружи). Голубоватая сопля на проводе — акрилатовый клей, это тоже моя работа.

Основная плата чуть интересней. Вот снятая с нее схема (с уже дорисованными элементами двухрежимки).

Как видно из схемы, генератор представляет собой автогенерирующий полумост, нагруженный на резонансную цепь L1/C5/Z1. Z1 — УЗ излучатель (пьезотаблетка), L1 — здоровый дроссель, намотанный красным проводом. Небольшой транс на колечке — Т1, трансформатор ОС. В принципе, схема довольно типичная и в версии А представлена в полном варианте. Кстати, из гальванической развязки — только изоляция, положенная китайцами между баком и пьезиком. Так что совать пальцы во включенную в сеть ванну не стоит. Фиг их знает, что они там положили, да и инструкция не советует.
Чуть ниже конденсаторный питальник логики и реле, еще ниже сама логика. Логика представляет собой два реле времени, запускаемые/останавливаемые нажатием кнопки. В их конструкции я так и не разобрался, а впрочем, и не старался. Благо оба одинаковые и можно просто продублировать имеющуюся часть. Узел на VT5/VT6 выключает реле на IC1, если ванна выключена.
В варианте А отсутствуют реле K1 с обвязкой (заменено перемычкой, соответсвующей выключенному состоянию реле), большая часть моста VD2 (стоит только один диод, странно, что не перемычка), IC1 с обвязкой и узел на VT5/VT6.
Точность выдержки у такого таймера фиговая. При заявленной 5 минут реально оно работает около 3:40. Зато дешево.

Еще из апгрейда надо бы сделать поддончик, но пока не придумал конструкцию. Правда ванна и так довольно маленькая, разобранный до потрохов сотовый в нее влазит с трудом (хотя собранных туда два влезут).

Тест на фольге девайс проходит, а вот палец в нем держать можно спокойно (если не считать опасений на тему «а ну как долбанет»). В опробованных растворах (разведенный «Мистер Мускул», жидкость для стеклоомывателей автомобильных) флюс не отмывает. Зато вполне неплохо отмывает грязь, в том числе окислы с плат «утопленничков». На специальную жидкость жабу я еще не уговорил (да и нету ее поблизости), изопропанола тоже маловато, чтобы платы в нем купать, так что одна из основных целей, для которых покупал — не выполняется.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: