Ripetutamente ognuno di noi ha sentito l'espressione "ultrasuoni" - in questo articolo vedremo cos'è, come viene creato ea cosa serve.
Il concetto di "ultrasuoni"
Gli ultrasuoni sono vibrazioni meccaniche molto più alte della gamma di frequenze che l'orecchio umano sente. Le oscillazioni degli ultrasuoni ricordano in qualche modo un'onda simile alla luce. Ma, a differenza delle onde di tipo luminoso, che si propagano solo nel vuoto, gli ultrasuoni necessitano di un mezzo elastico: un liquido, un gas o qualsiasi altro corpo solido.
Parametri di base degli ultrasuoni
I parametri principali di un'onda ultrasonica sono considerati la lunghezza d'onda e il periodo. Il tempo impiegato per un ciclo completo è chiamato periodo d'onda e viene misurato in secondi.
L'emettitore di ultrasuoni è considerato il più potente generatore di onde ultrasoniche. Una persona non può sentire la frequenza ultrasonica, ma il suo corpo è in grado di sentirla. In altre parole, l'orecchio umano percepisce la frequenza ultrasonica, ma la parte del cervello responsabile dell'udito non è in grado di decifrare questa onda sonora. Sgradevole per l'udito umano alta frequenza, ma se aumenti la frequenza di un altro intervallo, il suono scomparirà completamente, nonostante sia nella frequenza ultrasonica. E il cervello si sta impegnando per decodificarlo senza successo, per questo motivo una persona ha un terribile mal di testa, vertigini, nausea e altre sensazioni non molto piacevoli.
I generatori di vibrazioni ultrasoniche sono utilizzati in tutti i settori della tecnologia e della scienza. Ad esempio, gli ultrasuoni non solo possono lavare i vestiti, ma anche saldare il metallo. Nel mondo moderno, gli ultrasuoni vengono utilizzati attivamente nelle macchine agricole per respingere i roditori, poiché il corpo della maggior parte degli animali è adattato per comunicare con i loro simili a una frequenza ultrasonica. Va anche detto che il generatore di onde ultrasoniche è anche in grado di respingere gli insetti - oggi molti produttori producono questo tipo di repellenti elettronici.
Varietà di onde ultrasoniche
Le onde ultrasoniche non sono solo trasversali o longitudinali, ma anche di superficie e di agnello.
Le onde ultrasoniche trasversali sono onde che si muovono perpendicolarmente al piano della direzione delle velocità e degli spostamenti delle particelle del corpo.
Le onde ultrasoniche longitudinali sono onde il cui movimento coincide con la direzione delle velocità e degli spostamenti delle particelle del mezzo.
L'onda Lamb è un'onda elastica che si propaga in uno strato solido con confini liberi. È in questa onda che lo spostamento oscillatorio delle particelle avviene sia perpendicolarmente al piano della piastra che nella direzione del moto dell'onda stessa. È l'onda dell'Agnello -questa è un'onda normale in platino con bordi liberi.
Le onde ultrasoniche (di superficie) di Rayleigh sono onde con movimento ellittico di particelle che si propagano sulla superficie di un materiale. La velocità di un'onda di superficie è quasi il 90% della velocità di un'onda trasversale e la sua penetrazione nel materiale è uguale alla lunghezza d'onda stessa.
Uso degli ultrasuoni
Come accennato in precedenza, il diverso uso degli ultrasuoni, in cui vengono utilizzate le sue caratteristiche più diverse, può essere suddiviso condizionatamente in tre aree:
- ottenere informazioni;
- effetto attivo sulla sostanza;
- elaborazione e trasmissione del segnale.
Si tenga presente che per ogni specifica applicazione è necessario selezionare un ultrasuono di un determinato range di frequenza.
L'effetto degli ultrasuoni sulla materia
Se un materiale o una sostanza cade sotto l'influenza attiva delle onde ultrasoniche, questo porta a cambiamenti irreversibili in esso. Ciò è dovuto agli effetti non lineari nel campo sonoro. Questo tipo di impatto sul materiale è popolare nella tecnologia industriale.
Ottenere informazioni utilizzando metodi a ultrasuoni
I metodi ad ultrasuoni sono oggi ampiamente utilizzati in vari tipi di ricerca scientifica per uno studio approfondito della struttura e delle proprietà delle sostanze, nonché per una completa comprensione dei processi che avvengono in esse a livello micro e macro.
Tutti questi metodi si basano principalmente sulla dipendenza della velocità di propagazione e attenuazione delle onde acustiche da ciò che sta accadendo in esseprocessi e proprietà delle sostanze.
Elaborazione e trasmissione del segnale
I generatori di ultrasuoni vengono utilizzati per convertire e analogizzare vari tipi di segnali elettrici in tutti i rami dell'elettronica radio e per controllare i segnali luminosi nell'ottica e nell'optoelettronica.
Trasduttore ultrasonico fai-da-te
Nel mondo moderno, il generatore di ultrasuoni è ampiamente utilizzato. Ad esempio, nell'industria, i bagni a ultrasuoni vengono utilizzati per pulire qualcosa in modo rapido ed efficiente. Va detto che questo metodo di pulizia si è dimostrato valido solo dal lato migliore. Oggi, il generatore di ultrasuoni sta guadagnando popolarità anche in altre applicazioni.
Assemblaggio di un circuito UZG per spaventare i cani
Molti residenti delle megalopoli del paese affrontano quotidianamente il problema piuttosto tangibile di incontrare un branco di cani randagi. È impossibile prevedere in anticipo il comportamento del gregge, quindi UZG verrà in soccorso qui.
In questo articolo analizzeremo come realizzare un generatore di ultrasuoni con le tue mani.
Per creare un'ecografia a casa, avrai bisogno dei seguenti dettagli:
- circuito;
- schema mistico;
- elementi di ingegneria radiofonica.
Non sarà difficile assemblare il circuito da solo. Per poter controllare gli impulsi è necessario fissare il microcircuito del componente radio alle apposite gambe con un saldatore.
Analizziamo la costruzionegeneratore di frequenza ultrasonica ad alta potenza. Il microcircuito D4049, che ha 6 intertori logici, funziona come un generatore di frequenza ultrasonica.
Il microcircuito estero può essere sostituito con un analogo di produzione nazionale K561LN2. Per regolare la frequenza è necessario un regolatore da 22k, che con l'aiuto dei suoi US può essere ridotto a una frequenza udibile. Lo stadio di uscita, grazie a 4 transistor biopolari di media potenza, riceve i segnali dal microcircuito. Non ci sono condizioni speciali per la scelta dei transistor, la cosa principale qui è scegliere coppie complementari che siano il più vicino possibile in termini di parametri.
Quasi tutte le testine RF che hanno una potenza di 5 watt o più possono essere utilizzate come radiatori. L'opzione ideale sarebbero teste domestiche come 10GDV-6, 10GDV-4 o 5GDV-6, che possono essere facilmente trovate in tutti i sistemi acustici prodotti in URSS.
Il circuito autocostruito del generatore di ultrasuoni resta solo da nascondere nella custodia. Un riflettore in metallo aiuterà a controllare la potenza del generatore di ultrasuoni.
Circuito generatore di ultrasuoni
Nel mondo moderno, è consuetudine utilizzare un generatore di ultrasuoni per respingere cani, insetti, roditori e per lavaggi di alta qualità. UZG viene utilizzato anche per ridurre significativamente il tempo impiegato per il lavaggio e l'incisione dei circuiti stampati. I processi chimici nel liquido procedono molto più velocemente a causa della cavitazione.
Il circuito USG si basa su due generatori di impulsi rettangolari e un amplificatore di potenzatipo di ponte. Su elementi logici di tipo DD1.3 e DD1.4 è installato un generatore di impulsi sintonizzabile di frequenza ultrasonica a forma di meandro. Va ricordato che la sua frequenza operativa dipende direttamente solo dalla resistenza totale dei resistori R4 e R6, nonché dalla capacità del condensatore C3.
Ricorda la regola: minore è la frequenza, maggiore è la resistenza di queste resistenze.
Sugli elementi DD1.1 e DD1.2 viene realizzato un generatore di bassa frequenza, che ha una frequenza operativa di 1 Hz. I generatori sono interconnessi per mezzo di resistori R3 e R4. Per ottenere una variazione graduale della frequenza del generatore ad alta frequenza, è necessario utilizzare il condensatore C2. Un segreto dovrebbe anche essere ricordato qui: se il condensatore C2 viene deviato utilizzando l'interruttore SA1, la frequenza del generatore di alta frequenza diventerà costante.
L'uso degli ultrasuoni: il campo di applicazione più ampio
Come tutti sappiamo, gli ultrasuoni non vengono utilizzati in nessuna parte del mondo moderno. Sicuramente ognuno di noi almeno una volta nella vita si è sottoposto ad una procedura ecografica (esame ecografico). Va aggiunto che è grazie agli ultrasuoni che i medici possono rilevare l'insorgenza di malattie degli organi umani.
Gli ultrasuoni sono utilizzati attivamente in cosmetologia per un'efficace pulizia della pelle non solo dallo sporco e dal grasso, ma anche dall'epitelio. Ad esempio, la fonoforesi ad ultrasuoni viene utilizzata con successo nei saloni di bellezza per l'alimentazione e la pulizia, nonché per idratare e ringiovanire la pelle. La tecnica di utilizzo della fonoforesi ultrasonica migliora i meccanismi protettivi della pelle grazie all'azione di un'onda ultrasonica. Procedure cosmetiche conL'uso degli ultrasuoni è considerato universale e adatto a tutti i tipi di pelle. La fonoforesi ad ultrasuoni fa eco ai miracoli!
Il generatore di vapore ad ultrasuoni viene utilizzato attivamente non solo negli hammam turchi, nelle saune finlandesi, ma anche nei nostri moderni bagni russi. Grazie al vapore, il nostro corpo viene efficacemente purificato dallo sporco invisibile, il nostro corpo si libera di tossine e tossine, la pelle e i capelli vengono curati, il vapore ha un effetto positivo sul sistema respiratorio umano.
I generatori di nebbia artificiale vengono utilizzati attivamente per aumentare l'umidità dell'aria interna, che ha un effetto benefico sul clima dell'appartamento. Ciò diventa particolarmente rilevante nella stagione fredda, quando il riscaldamento centralizzato asciuga l'aria. I generatori di nebbia artificiale sono utilizzati sia in locali residenziali che in un terrario o in un giardino d'inverno. Gli esperti consigliano di avere un generatore di nebbia ad ultrasuoni per le persone con malattie respiratorie o soggette a malattie allergiche.
Conclusione
Nell'uso domestico, un generatore di vapore o nebbia ad ultrasuoni è un dispositivo molto utile che non solo creerà comfort e intimità, ma sarà anche in grado di arricchire l'aria con vitamine invisibili, ioni dell'aria negativi alla luce, che sono così numerosi in riva al mare, in montagna o nei boschi e pochissimi all'interno dei nostri appartamenti. E questo, a sua volta, aiuterà ad aumentare lo stato emotivo ea migliorare la salute.
