Kiekvienas iš mūsų ne kartą girdėjo posakį „ultragarsas“– šiame straipsnyje apžvelgsime, kas tai yra, kaip jis kuriamas ir kam jis skirtas.
Sąvoka „ultragarsas“
Ultragarsas yra mechaniniai virpesiai, kurie yra daug aukštesni už dažnių diapazoną, kurį girdi žmogaus ausis. Ultragarso svyravimai šiek tiek primena bangą, panašią į šviesą. Tačiau, skirtingai nei šviesos tipo bangos, kurios sklinda tik vakuume, ultragarsui reikia elastingos terpės – skysčio, dujų ar bet kokio kito kieto kūno.
Pagrindiniai ultragarso parametrai
Pagrindiniais ultragarso bangos parametrais laikomas bangos ilgis ir periodas. Laikas, kurio reikia visam ciklui, vadinamas bangos periodu ir matuojamas sekundėmis.
Ultragarsinis spinduolis laikomas galingiausiu ultragarso bangų generatoriumi. Žmogus negirdi ultragarso dažnio, tačiau jo kūnas gali jį pajusti. Kitaip tariant, žmogaus ausis suvokia ultragarso dažnį, tačiau už klausą atsakinga smegenų dalis nesugeba iššifruoti šios garso bangos. Nemalonus žmogaus klausaiaukšto dažnio, bet jei padidinsite dažnį dar vienu diapazonu, garsas visiškai išnyks - nepaisant to, kad jis yra ultragarso dažnyje. O smegenys deda pastangas nesėkmingai tai iššifruoti, dėl to žmogui baisus galvos skausmas, galvos svaigimas, pykinimas ir kiti nelabai malonūs pojūčiai.
Ultragarso virpesių generatoriai naudojami visose technologijų ir mokslo srityse. Pavyzdžiui, ultragarsu galima ne tik skalbti drabužius, bet ir suvirinti metalą. Šiuolaikiniame pasaulyje ultragarsas aktyviai naudojamas žemės ūkio mašinose graužikams atbaidyti, nes daugumos gyvūnų kūnas yra pritaikytas bendrauti su savo rūšimi ultragarso dažniu. Taip pat reikėtų pasakyti, kad ultragarso bangų generatorius taip pat gali atbaidyti vabzdžius – šiandien daugelis gamintojų gamina tokius elektroninius repelentus.
Ultragarso bangų įvairovė
Ultragarso bangos yra ne tik skersinės arba išilginės, bet ir paviršinės bei Lamb bangos.
Skersinės ultragarso bangos – tai bangos, judančios statmenai kūno dalelių greičio ir poslinkio krypties plokštumai.
Ilginės ultragarso bangos yra bangos, kurių judėjimas sutampa su terpės dalelių greičių ir poslinkių kryptimi.
Lamb banga yra elastinga banga, sklindanti kietu sluoksniu su laisvomis ribomis. Būtent šioje bangoje vyksta svyruojantis dalelių poslinkis tiek statmenai plokštės plokštumai, tiek pačios bangos judėjimo kryptimi. Tai Avinėlio banga -tai įprasta platinos banga su laisvomis ribomis.
Rayleigh (paviršinės) ultragarso bangos yra bangos su elipsiniu dalelių judėjimu, sklindančiu medžiagos paviršiuje. Paviršinės bangos greitis yra beveik 90% skersinės bangos greičio, o jos prasiskverbimas į medžiagą yra lygus pačiam bangos ilgiui.
Ultragarso naudojimas
Kaip minėta, įvairų ultragarso panaudojimą, kai naudojamos pačios įvairiausios jo charakteristikos, sąlygiškai galima suskirstyti į tris sritis:
- gauti informaciją;
- aktyvus poveikis medžiagai;
- signalo apdorojimas ir perdavimas.
Reikėtų atsižvelgti į tai, kad kiekvienam konkrečiam pritaikymui būtina pasirinkti tam tikro dažnių diapazono ultragarsą.
Ultragarso poveikis medžiagai
Jei medžiaga ar medžiaga patenka į aktyvų ultragarso bangų poveikį, tai sukelia negrįžtamus jos pokyčius. Taip yra dėl nelinijinių efektų garso lauke. Šio tipo poveikis medžiagai yra populiarus pramoninėse technologijose.
Informacijos gavimas ultragarso metodais
Ultragarsiniai metodai šiandien plačiai naudojami įvairiuose moksliniuose tyrimuose, siekiant nuodugniai ištirti medžiagų struktūrą ir savybes, taip pat visiškai suprasti jose vykstančius procesus mikro ir makro lygiu.
Visi šie metodai daugiausia pagrįsti akustinių bangų sklidimo greičio ir susilpnėjimo priklausomybe nuo to, kas juose vykstamedžiagų procesai ir savybės.
Signalų apdorojimas ir perdavimas
Ultragarsiniai generatoriai naudojami konvertuoti ir analogizuoti įvairių rūšių elektros signalus visose radijo elektronikos šakose ir valdyti šviesos signalus optikoje ir optoelektronikoje.
Pasidaryk pats ultragarsinis keitiklis
Šiuolaikiniame pasaulyje ultragarsinis generatorius yra plačiai naudojamas. Pavyzdžiui, pramonėje ultragarsinės vonios naudojamos norint ką nors greitai ir efektyviai išvalyti. Reikia pasakyti, kad šis valymo būdas pasiteisino tik iš geriausios pusės. Šiandien ultragarsinis generatorius populiarėja ir kitose srityse.
UZG grandinės surinkimas šunims atbaidyti
Daugelis šalies megapolių gyventojų kasdien susiduria su gana apčiuopiama problema – susitikti su benamių šunų gauja. Iš anksto nuspėti pulko elgesio neįmanoma, todėl UZG čia ateis į pagalbą.
Šiame straipsnyje analizuosime, kaip savo rankomis pasidaryti ultragarsinį generatorių.
Norėdami sukurti ultragarsą namuose, jums reikės šios informacijos:
- schemos plokštė;
- mirkoschema;
- radijo inžinerijos elementai.
Pačiam surinkti grandinę nebus sunku. Kad būtų galima valdyti impulsus, reikia lituokliu pritvirtinti radijo komponento mikroschemą prie konkrečių kojų.
Išanalizuokime konstrukcijądidelio galingumo ultragarso dažnio generatorius. D4049 mikroschema, turinti 6 loginius intertorius, veikia kaip ultragarso dažnių generatorius.
Užsienio mikroschemą galima pakeisti vietinės gamybos analogu K561LN2. Dažniui reguliuoti reikalingas 22k reguliatorius, jo US pagalba galima sumažinti iki garsinio dažnio. Išėjimo pakopa dėl 4 vidutinės galios biopolinių tranzistorių priima signalus iš mikroschemos. Renkantis tranzistorius nėra specialių sąlygų, svarbiausia pasirinkti papildomas poras, kurios pagal parametrus būtų kuo artimesnės.
Beveik bet kuri RF galvutė, kurios galia 5 vatai ar didesnė, gali būti naudojama kaip radiatorius. Idealus variantas būtų buitinės galvutės, tokios kaip 10GDV-6, 10GDV-4 arba 5GDV-6, jas nesunkiai galima rasti visose SSRS gaminamose akustinėse sistemose.
Savarankiškai sukurta ultragarsinio generatoriaus grandinė lieka tik paslėpta korpuse. Metalinis reflektorius padės valdyti ultragarso generatoriaus galią.
Ultragarso generatoriaus grandinė
Šiuolaikiniame pasaulyje įprasta naudoti ultragarsinį generatorių šunims, vabzdžiams, graužikams atbaidyti, taip pat kokybiškam skalbimui. UZG taip pat naudojamas siekiant žymiai sutrumpinti spausdintinių plokščių plovimo ir ėsdinimo laiką. Cheminiai procesai skystyje vyksta daug greičiau dėl kavitacijos.
USG grandinė pagrįsta dviem stačiakampiais impulsų generatoriais ir galios stiprintuvutilto tipas. Ant DD1.3 ir DD1.4 tipo loginių elementų sumontuotas vingiuotos formos ultragarso dažnio derinamas impulsų generatorius. Reikėtų prisiminti, kad jo veikimo dažnis tiesiogiai priklauso tik nuo bendros rezistorių R4 ir R6 varžos, taip pat nuo kondensatoriaus C3 talpos.
Atminkite taisyklę: kuo mažesnis dažnis, tuo didesnė šių rezistorių varža.
Ant elementų DD1.1 ir DD1.2 pagamintas žemo dažnio generatorius, kurio veikimo dažnis yra 1 Hz. Generatoriai tarpusavyje sujungiami rezistoriais R3 ir R4. Norint pasiekti sklandų aukšto dažnio generatoriaus dažnio pokytį, reikia naudoti kondensatorių C2. Čia taip pat reikėtų prisiminti vieną paslaptį – jei kondensatorius C2 bus šuntuojamas naudojant jungiklį SA1, tai aukšto dažnio generatoriaus dažnis taps pastovus.
Ultragarso naudojimas: plačiausias taikymo sritis
Kaip visi žinome, ultragarsas šiuolaikiniame pasaulyje niekur nenaudojamas. Tikrai kiekvienam iš mūsų bent kartą gyvenime buvo atlikta ultragarsinė procedūra (ultragarsinis tyrimas). Reikia pridurti, kad būtent ultragarsu gydytojai gali nustatyti žmogaus organų ligas.
Ultragarsas aktyviai naudojamas kosmetologijoje, siekiant efektyviai išvalyti odą ne tik nuo nešvarumų ir riebalų, bet ir nuo epitelio. Pavyzdžiui, ultragarsinė fonoforezė sėkmingai naudojama grožio salonuose mitybai ir valymui, taip pat odos drėkinimui ir atjauninimui. Ultragarso fonoforezės panaudojimo technika sustiprina odos apsauginius mechanizmus dėl ultragarso bangos poveikio. Kosmetinės procedūros suUltragarso naudojimas laikomas universaliu ir tinka visų tipų odai. Ultragarsinė fonoforezė kartoja stebuklus!
Ultragarsinis garų generatorius aktyviai naudojamas ne tik turkiškuose hamame, suomiškose pirtyse, bet ir mūsų moderniose rusiškose pirtyse. Garų dėka mūsų kūnas efektyviai išvalomas nuo nematomų nešvarumų, organizmas atsikrato toksinų ir toksinų, sugyja oda ir plaukai, garai teigiamai veikia žmogaus kvėpavimo sistemą.
Dirbtiniai rūko generatoriai aktyviai naudojami patalpų oro drėgmei padidinti, o tai teigiamai veikia buto klimatą. Tai ypač aktualu tampa š altuoju metų laiku, kai centrinis šildymas sausina orą. Dirbtiniai rūko generatoriai naudojami tiek gyvenamosiose patalpose, tiek terariume ar žiemos sode. Specialistai pataria turėti ultragarsinį rūko generatorių žmonėms, sergantiems kvėpavimo takų ligomis arba linkusiems į alergines ligas.
Išvada
Naudojant namuose ultragarsinis garų ar rūko generatorius yra labai naudingas prietaisas, kuris ne tik sukurs komfortą ir jaukumą, bet ir galės praturtinti orą nematomais vitaminais, lengvais neigiamais oro jonais, kurie yra tokie daug ant jūros kranto, kalnuose ar miške ir labai mažai mūsų apartamentuose. O tai savo ruožtu padės pagerinti emocinę būseną ir pagerinti sveikatą.
