Emisor de choque ultrasónico. Baños de limpieza por ultrasonidos con emisores sumergibles Modelo con doble bobinado

Facultad de medicina

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Conferencia No. 5

"Ultrasonido"

Compilado por: Babenko N.I.

2010

Ultrasonido y su producción. Emisores de ultrasonidos.

Los ultrasonidos son vibraciones mecánicas con una frecuencia superior a 20.000 Hz, que se propagan en medios elásticos en forma de ondas longitudinales. Las fuentes de ultrasonido son:

1. Naturales:

2. Artificiales:

convertidores acústico-mecánicos;

transductores electroacústicos (piezoeléctricos, magnetoestrictivos).

Las fuentes naturales de ultrasonido son fuentes no creadas por manos humanas y que existen de forma independiente en la naturaleza.

Fuentes vivas: saltamontes, grillos, peces, murciélagos, delfines. Fuentes no vivas: viento, desprendimientos de montañas, terremotos.

Las fuentes artificiales de ultrasonido se denominan transductores acústicos porque convierten la energía mecánica o eléctrica en energía de vibraciones ultrasónicas.

Los transductores acústico-mecánicos son transductores en los que se producen vibraciones ultrasónicas cuando se interrumpe el flujo de un líquido o gas. Ejemplos: silbato Galton, sirena ultrasónica.

Los transductores electroacústicos son transductores en los que se producen vibraciones ultrasónicas cuando algunas sustancias se exponen a campos eléctricos o magnéticos alternos.

Los transductores piezoeléctricos (piezopresión) son transductores que utilizan el fenómeno del efecto piezoeléctrico inverso para producir ultrasonido.

El efecto piezoeléctrico puede ser directo o inverso.

El efecto piezoeléctrico directo consiste en la aparición de cargas en la superficie de unos cristales (piezodieléctricos) bajo la influencia de tensiones mecánicas (compresión, tensión, flexión). Figura 1.

Con efecto piezoeléctrico directo:

la cantidad de carga en la superficie es proporcional a la tensión mecánica aplicada;

el signo de la carga está determinado por la dirección de la acción mecánica.

tensión de compresión sin impacto

El efecto piezoeléctrico inverso es el fenómeno de cambios de tamaño (deformación) de un dieléctrico cuando se coloca en un campo eléctrico alterno.

Las sustancias con propiedades piezoeléctricas pronunciadas se denominan piezoeléctricos o piezodieléctricos: sal de Rochelle, titanato de bario, cuarzo.

Los transductores magnetoestrictivos son transductores que utilizan el fenómeno de magnetoestricción para producir ultrasonido. La magnetoestricción es el fenómeno de cambios en las formas (tamaños) de algunas sustancias ferromagnéticas bajo la influencia de un campo magnético alterno.

Estas sustancias incluyen:

Níquel y sus aleaciones;

Cobalto y sus aleaciones;

Las ferritas son compuestos cerámicos a base de óxidos de hierro, níquel y zinc.

La sustancia en forma de varilla se coloca dentro de la bobina. Cuando la bobina se conecta a una fuente de voltaje eléctrico alterno de frecuencia ultrasónica, la corriente eléctrica actúa sobre la varilla con su componente magnético y provoca su deformación (alargamiento) con la frecuencia de la corriente. Figura 2

PISTOLA ULTRASÓNICA MEJORADA "IGLA-M"

Ultrasonido - Son ondas elásticas de alta frecuencia. Normalmente, se considera que el rango de ultrasonidos es un rango de frecuencia de 20.000 a varios miles de millones de hercios. Ahora el ultrasonido se usa ampliamente en diversos métodos físicos y tecnológicos. El hecho de que los ultrasonidos afectan activamente a los objetos biológicos (por ejemplo, matan las bacterias) se sabe desde hace más de 70 años. En neurocirugía se utilizan equipos electrónicos con un haz de ultrasonido de barrido para inactivar áreas individuales del cerebro con un potente haz de alta frecuencia enfocado. Las vibraciones de alta frecuencia provocan el calentamiento interno de los tejidos.

Todavía se debate sobre el efecto físico de las vibraciones ultrasónicas en la célula e incluso sobre la posible alteración de las estructuras del ADN. Además, hay información de que a nivel micro, no a nivel de la estructura del cuerpo, sino a un nivel más sutil, la exposición a los ultrasonidos es dañina.

El ultrasonido se puede obtener de fuentes mecánicas, electromagnéticas y térmicas. Los emisores mecánicos suelen ser varios tipos de sirenas intermitentes. Emiten al aire vibraciones con una potencia de hasta varios kilovatios y frecuencias de hasta 40 kHz. Las ondas ultrasónicas en líquidos y sólidos suelen ser excitadas por transductores electroacústicos, magnetoestrictivos y piezoeléctricos.

La industria lleva mucho tiempo produciendo dispositivos paraefectos ultrasónicos en animales, por ejemplo:

Objetivo

El ahuyentador de perros en miniatura es un dispositivo portátil dispositivo electronico(ensamblado en un cuerpo de minilinterna), que emite vibraciones ultrasónicas que son audibles para los perros y no percibidas por los humanos.

Principio de operación

El dispositivo está diseñado para proteger contra los ataques de perros: la radiación ultrasónica de cierta potencia generalmente detiene a un perro agresivo a una distancia de 3 a 5 metros o lo pone en fuga. El mayor efecto se consigue cuando se actúa sobre perros callejeros agresivos.

Especificaciones

• Tensión de alimentación (1 batería tipo 6F22 (KRONA)), V 9
• Consumo actual, no más, A 0,15
• Peso con pilas, no más, g 90

Como comprenderás, este es un juguete débil, ¡pero haremos que el dispositivo sea mucho más poderoso! Continuando con los experimentos con ultrasonido (), se realizaron una serie de mejoras y mejoras interesantes. Así surgió un método revolucionario para influir en un organismo vivo (naturalmente negativo) con dos ultrasonidos.emisores con una diferencia de frecuencia de varios hercios. Es decir, la frecuencia de un emisor es, por ejemplo, de 20.000 Hz y la del otro es de 20.010 Hz. Como resultado, enLa radiación ultrasónica se superpone.Sonido, que mejora enormemente el efecto destructivo.

El circuito es estándar, generador en CD4069 + amplificador en tres Transistores NPN. La alimentación es de al menos 12 V, con una corriente de hasta 1 A.

Para mejorar el efecto direccional, utilizamos resonadores de sonido cilíndricos. Su papel lo desempeñará un tubo normal niquelado de una aspiradora.Eso sí, no estropees la aspiradora: el tubo se vende por separado en el mercado o en una tienda de repuestos.

Cortamos dos piezas a una longitud determinada experimentalmente (aproximadamente un par de centímetros) y las conectamos a cabezales de RF como el 5GDV-4 o cualquier otro. Puede comprar una boquilla doble para el tubo de escape de un automóvil, la instalación es mucho más conveniente y el efecto será aún mejor.

Insertamos los altavoces de alta frecuencia en su interior y montamos la placa con la batería en la parte trasera.

Al regresar del trabajo por la noche o deambular por callejones oscuros, existe el peligro de ser atacado por perros callejeros, cuyas mordeduras a veces ponen en peligro la vida si no se consulta a un médico a tiempo. Es para estos casos que inteligente cerebros humanos Se les ocurrió un repelente ultrasónico.

Los repelentes industriales tienen un diseño bastante complejo y están fabricados con componentes bastante escasos.

En este artículo veremos una versión de dicho repelente que utiliza el famoso temporizador de la serie 555. El temporizador, como sabes, puede funcionar como un generador de impulsos rectangular; esta es exactamente la conexión utilizada en el circuito.

El generador funciona a una frecuencia de 20-22 kHz, ya que muchos animales se "comunican" en el rango ultrasónico. Los experimentos han demostrado que las frecuencias de 20-25 kHz provocan miedo artificial en los perros. Gracias al regulador de sintonización, el generador se puede ajustar a una frecuencia de 17-27 kHz.

El circuito en sí contiene sólo 6 componentes y no causará ninguna dificultad. Es recomendable utilizar un regulador multivuelta para una sintonización más precisa a la frecuencia deseada.
El piezoemisor se puede tomar de una calculadora o de cualquier otro juguete musical, también puede usar cualquier cabezal HF con una potencia de hasta 5 vatios, simplemente no tiene sentido hacer más.

El dispositivo funciona eficazmente a una distancia de 3 a 5 metros, ya que no hay un amplificador de potencia adicional en el circuito.

Como fuente de energía es conveniente utilizar la corona, o cualquier otra fuente con un voltaje de 6 a 12 voltios.

Lista de radioelementos

Los emisores (ultrasónicos) se utilizan activamente en ecosondas. Además, los dispositivos se utilizan en receptores. Las modificaciones modernas se distinguen por su alta frecuencia y tienen buena conductividad. La sensibilidad del emisor depende de muchos factores. También vale la pena señalar que los modelos utilizan terminales que afectan el nivel de resistencia general.

Diagrama del dispositivo

El circuito estándar del dispositivo contiene dos terminales y un condensador. La varilla se utiliza con un diámetro de 1,2 cm. Un imán para que el sistema funcione necesitará un tipo de neodimio. En la parte inferior de cualquier emisor hay un soporte. Los condensadores se pueden conectar a través de un expansor o terminales. El devanado selenoide se utiliza con una conductividad de 4 micras.

Modificación de anillo

Los emisores ultrasónicos sumergibles de anillo se fabrican generalmente para ecosondas. La mayoría de los modelos tienen condensadores dipolo. Los revestimientos debajo de ellos están hechos de goma. Nivel de resistencia general en dispositivos. de este tipo equivale a 50 ohmios. Los terminales se utilizan con o sin adaptador. En la parte superior del selenoide hay un anillo protector. Se utiliza una varilla con un diámetro de al menos 2,2 cm. En algunos casos se utilizan condensadores de tipo canal con sistema de protección. Su conductividad de descarga es de al menos 5 micrones. En este caso, la frecuencia puede variar mucho. En este caso, mucho depende de la sensibilidad del elemento.

Dispositivo con yar

Un emisor ultrasónico para un humidificador con un hilo se considera muy común. Si nos fijamos, tiene tres condensadores. Como regla general, se utilizan en el tipo de tres canales. El nivel de resistencia total para emisores de este tipo es de 55 ohmios. A menudo se instalan en ecosondas y receptores de baja frecuencia. Los modelos también son adecuados para convertidores. Se utilizan imanes con un diámetro de 4,5 cm. Los soportes son de latón o acero. La conductividad durante la descarga no supera los 5,2 micrones.

Algunas modificaciones se utilizan con un hilo superior. Como regla general, se encuentra encima del stand. Cabe destacar también que existen emisores con adaptadores unipolares. Los solenoides para ellos son adecuados solo con alta conductividad. La parte superior del dispositivo utiliza varios anillos. La sensibilidad de descarga es de aproximadamente 10 mV. Si consideramos modificaciones basadas en condensadores de resistencia, entonces su nivel de resistencia total alcanza un máximo de 55 ohmios.

Modelo de doble cuerda

Emisores (ultrasónicos) con doble bobinado en Últimamente Están hechos con un amplificador. Estos dispositivos se utilizan activamente en convertidores. Algunos emisores están fabricados con condensadores dobles. Los devanados se utilizan con cinta ancha. Las varillas son adecuadas para un diámetro de 1,3 cm. Los terminales deben tener una conductividad de al menos 5 μm. La frecuencia de los dispositivos depende de muchos factores. En primer lugar, se tiene en cuenta el diámetro de la varilla. También cabe señalar que los expansores se utilizan con o sin almohadillas.

Emisores basados ​​en reflectores de bricolaje

Puedes hacer un emisor ultrasónico con tus propias manos a partir de reflectores. En primer lugar se prepara un imán de neodimio. El soporte se utiliza con un ancho de aproximadamente 4,5 cm. Se permite instalar el contorno solo después de la varilla. También cabe señalar que el imán se fija al revestimiento y se cierra con un anillo.

Los terminales para el dispositivo se seleccionan como tipo de conductor. La conductividad durante la descarga debe ser de unas 6 micras. El nivel de resistencia total para emisores de este tipo no supera los 55 ohmios. Se utilizan condensadores diferentes tipos. Los propios reflectores se seleccionan para que tengan un espesor pequeño. Para instalar los elementos tendrás que utilizar Parte superior La varilla se enrolla sobre la película. En este caso, es importante no superponer los terminales.

Dispositivos para ecosondas.

Los emisores (ultrasónicos) para ecosondas tienen buena conductividad. El diámetro de la varilla en el modelo estándar es de 2,4 cm. Los anillos suelen ser del tipo apretado. Los modelos modernos están fabricados con soportes cónicos. Son livianos y pueden funcionar en condiciones de alta humedad. Los solenoides se utilizan en diferentes diámetros. Se debe atornillar cinta aislante a la parte inferior de los dispositivos. Si es necesario, usted mismo puede fabricar un emisor para una ecosonda. Para este fin se utilizan condensadores del tipo de dos canales. Si consideramos un dispositivo con una varilla de 2,2 cm, entonces su nivel de resistencia total será de 45 ohmios.

Modificaciones para buscadores de peces.

Los emisores (ultrasónicos) para detectores de peces se fabrican con terminales de diferente conductividad. Las modificaciones más populares son aquellas con adaptadores y una sensibilidad de 12 mV. Algunos dispositivos están equipados con condensadores compactos de un solo canal. Su conductividad cuando están cargadas es de 2 micrones. Los imanes en los emisores se instalan con diferentes diámetros.

La mayoría de los modelos se fabrican con soportes bajos. También cabe señalar que los dispositivos se distinguen por su alta frecuencia. Los terminales tienen buena conductividad, pero en este caso mucho depende del grosor de la varilla. Los anillos protectores están instalados en la parte superior del devanado. Para aumentar la conductividad del emisor se utilizan terminales con una sensibilidad de 15 mV.

Modelos de baja impedancia

El emisor ultrasónico para el humidificador de aire bajo se caracteriza por sus dimensiones compactas. Se utilizan devanados con un espesor de 0,2 cm. Los imanes se instalan sobre soportes o almohadillas. Los terminales se fijan en la parte superior del dispositivo. La modificación estándar incluye tres condensadores.

La resistencia total no supera los 30 ohmios. Algunos modelos utilizan condensadores de doble canal. En este caso, la conductividad es de aproximadamente 2 micras. También hay modificaciones con varillas de gran diámetro. Se utilizan en ecosondas. La mayoría de los emisores se fabrican específicamente para convertidores. Los anillos de sujeción se utilizan de caucho o plástico. En promedio, el diámetro de la varilla de la modificación es de 2,2 cm.

Dispositivos de alta impedancia

Las modificaciones de este tipo se realizan, por regla general, para los receptores. Su nivel de conductividad total es de 4 micras. La mayoría de los dispositivos funcionan en terminales de contacto. También cabe destacar que existen dispositivos con sensibilidad a partir de 15 mV. Los condensadores para la modificación se seleccionan del tipo de tres canales. También hay modelos de resistencia. Su nivel de resistencia general comienza en 55 ohmios. Los imanes en un potente emisor ultrasónico se instalan solo del tipo neodimio. El diámetro medio de la pieza es de 4,5 cm. Los soportes se pueden fabricar con superposiciones o películas protectoras aislantes.

Modelos con condensadores unijuntura

Los dispositivos de este tipo son capaces de proporcionar una conductividad a un nivel de 5 micrones. Tienen una sensibilidad bastante alta. Las varillas del emisor ultrasónico se instalan con un diámetro de 2 cm. Los devanados se utilizan únicamente con anillos de goma. Los terminales dipolo se utilizan en la parte inferior de los dispositivos. El nivel de resistencia total cuando está cargado es de 5 ohmios. Se permite la instalación de condensadores en emisores a través de expansores. Para renovación bajas frecuencias Se utilizan adaptadores.

Si es necesario, se pueden realizar modificaciones en dos condensadores. Para ello, los terminales se instalan con una conductividad de 2,2 μm. La varilla se selecciona con un diámetro pequeño. También cabe señalar que necesitará un soporte corto fabricado en aleación de aluminio. Se utiliza cinta aislante como aislamiento para los terminales. Hay dos anillos unidos a la parte superior del emisor. Los condensadores se montan directamente a través de un expansor dipolo. El nivel de resistencia total no debe exceder los 35 ohmios. La sensibilidad depende de la conductividad de los terminales.