Мощный ультразвуковой динамик своими руками

Мощный ультразвуковой динамик своими руками

Несколько дней назад поступил очередной заказ. Покупатель хотел заказать мощную ультразвуковую пушку для борьбы с пьяной молодежью, для которых день начинается ночью, когда все нормальные люди спят. Недолго думая выбрал проверенную схему мощного ультразвукового излучателя. Сама пушка построена всего на одной микросхеме стандартной логике.

Подойдут буквально любые аналогичные микросхемы, содержащие 6 логических инверторов. В нашем случае применена микросхема CD4049 (HEF4049), которая успешно может быть заменена на отечественную — К561ЛН2, только нужно обратить внимание на цоколевку, поскольку К561ЛН2 отличается от использованной некоторыми выводами.

Поскольку схема достаточно простая, то может быть реализована на макетной плате или навесным образом. Усилитель собран на комплементарных парах КТ816/817, за счет применения этих ключей, мощность нашей пушки составляет 10-12 Ватт.

В качестве излучателя желательно использовать высокочастотные головки типа 10 ГДВ или импорт, не советуется использовать пьезоизлучатель.

Корпус — от китайского электронного трансформатора 10-50 ватт, пришлось переделывать, поскольку плата не вместилась.

За частоту отвечает конденсатор 1,5нФ (который потом заменил на 3,9 нФ, поскольку с указанным в схеме конденсатором нижняя грань частот ровна 20кГц, а с такой заменой частоту можно настроить в пределах 10-30кГц) и переменный резистор (в итоге, настройку делают вращением этого резистора).

Базовые резисторы можно заменить на 2.2кОм, которые являются более распространенными, чем те, которые указаны в схеме. Питается такой излучатель от стабилизированного блока питания на 5 Вольт с током 1 А (диапазон питающих напряжений 3,7-9 Вольт).

На транзисторах может наблюдаться тепловыделение, но оно не критично, поэтому нет нужды в дополнительных теплоотводах.

Источник

Ультразвуковой излучатель

Возвращаясь с работы ночью или бродя по темным переулкам, есть опасность подвергнутся нападению бродячих собак, укусы которых иногда опасны для жизни, если вовремя не обратится к врачам. Именно для этих случаев умные человеческие мозги придумали ультразвуковой отпугиватель.

Промышленные отпугиватели имеют достаточно сложную схему и выполнены на достаточно дефицитных компонентах.

В этой статье мы рассмотрим вариант такого отпугивателя с использованием знаменитого таймера 555 серии. Таймер, как известно, может работать в качестве генератора прямоугольных импульсов, именно такое подключение использовано в схеме.

Генератор работает на частоте 20-22 кГц, как известно многие животные «общаются» на ультразвуковом диапазоне. Опыты показали, что частоты 20-25 кГц вызывают у собак искусственный страх, благодаря построечному регулятору, генератором можно настроить на частоту 17-27кГц.

Сама схема содержит всего 6 компонентов и не вызовет никаких затруднений. Регулятор желательно использовать многооборотный, для более точной настройки на нужную частоту.
Пьезоизлучатель можно взять от калькулятора или любых других музыкальных игрушек, можно также использовать любые ВЧ головки с мощностью до 5 ватт, больше попросту нет смысла.

Устройство эффективно действует на расстоянии 3-5 метров, поскольку в схеме нет дополнительного усилителя мощности.

В качестве источника питания, удобно использовать крону, или любой другой источник с напряжением от 6 до 12 вольт.

Источник

Мощный ультразвуковой динамик своими руками

Определенная звуковая частота может творить прекрасное, создавать немыслимые красоты или в миг сравнить целый город с землей, жестоко — но правда. Все вышеуказанное зависит только от мощности самой установки и подбора частоты, резонансной частоты. Но мы сегодня рассмотрим не ультразвуковое оружие массового поражения, а просто смастерим небольшую, но достаточно мощную ультра звуковую пушку, для отпугивания нетрезвой части населения. Частоту устройства можно настроить в достаточно широком диапазоне — от слышимого до ультразвукового. Воздействие на организм не смертельное, но хочу заметить, что ощущение не из самых приятных, да и долго находиться рядом с излучателем не советую.

Схема построена на микросхеме стандартной логики. Генератор можно собрать на отечественной микросхеме К561ЛН2 или на импорте СD4049 — выбор огромный.

Это микросхемы с 6-ю логическими инверторами, хотя сам генератор собран на двух логических элементах. Рабочую частоту задают подбором номиналов переменного резистора и конденсатора. Сигнал с микросхемы подается на усилитель мощности, последний построен на трех транзисторах. Последний транзистор — силовой, подключен к самой головке.

Головку я взял от автомобильной сигнализации, но можно использовать любые высокочастотные головки, к примеру, от старых отечественных колонок.

В усилителе сигнала можно использовать буквально любые НПН транзисторы, можно даже весь усилитель заменить всего одним составным транзистором типа КТ829 (транзистор Дарлингтона). Составные транзисторы обладают большим усилением, но мощность будет чуть меньше.

Основной (силовой) транзистор может быть заменен на другой, более высокой мощности, что позволит увеличить мощность установки.

Вся схема была собрана в корпусе головки, регулятор частоты находится сзади.

Питается устройство в достаточно широком диапазоне питающих напряжений, начинает заводится от 5 Вольт и четко работает от 12 Вольт, оптимальное напряжение питания составляет 9 Вольт, очень удобно использовать батарейки типа «КРОНА» или «КОРУНД» с напряжением 9 Вольт.

Источник

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ПУШКА

Есть такая наука — вредология. Сколько бы люди не изобретали всякого полезного, рано или поздно всё равно это будет применяться во вред.

Ультразвук давно используется в некоторых видах стиральных машин, локаторах, сигнализациях, в промышленности. Но основным предназначением данного устройства является нанесение повреждений. Многие слышали о методах борьбы ультразвуком с кротами, мышами, комарами. А сейчас мы будем делать УЛЬТРАЗВУКОВУЮ ПУШКУ для атаки на человека. Занимаясь аудиотехникой — настройкой акустических систем, я обнаружил интересный эффект: при подаче сигнала на ВЧ динамик, и постепенном повышении его частоты, наступает момент, когда звук (свист) уже не воспринимается слухом, но начинает ощутимо болеть голова. Другими словами тончайший свист уже не слышен (ни источник, ни наличие), но воздействие идёт очень неприятное. Даже после отключения УЗ пушки, некоторое время сохраняются неприятные ощущения. Схема ультразвуковой пушки не содержит дорогих деталей и собирается за вечер.

Внимание! На схеме транзисторы нарисованы неправильно — вот как надо подключать:

Основой устройства является цифровая микросхема — 6 логических инверторов СD4049 или HEF4049. Для замены на советскую К561ЛН2 потребуется несколько изменить цоколёвку подключения. В качестве мощного звукоизлучателя ультразвуковой пушки берём ВЧ динамик от колонки, например 5ГДВ-6, 10ГДВ-4, 10ГДВ-6 или любой другой от старых советских колонок, чем помощнее. Вся конструкция вмещается в металлический корпус от светильника, питается от любого источника 5-10 В, с током отдачи 1 А. Например 4 пальчиковых или один 6-ти вольтовый свинцовый аккумулятор.

Как видите, ультразвуковая пушка получается очень компактной и автономной. Использовать можно для скорейшего ухода ненужных гостей (у которых вдруг разболится голова), диверсий на занятиях в классе, разгона компании пьяных шакалов под окнами, «отпугивания» начальства от Вашего рабочего места. В общем эта УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ПУШКА, на мой взгляд, обязательно найдёт применение. Тем более сейчас, с наступлением лета, актуальной становится проблема упырей — комаров. Словив пару штук и поместив их в банку (почему пару? чтоб не скучно было), медленно изменяя частоту генерации облучаем их ультразвуком. Когда их начнёт колбасить — запоминаем частоту и ставим на окне ультразвуковую пушку, как заслон от этих вампиров. Ещё одна схема ультразвуковой пушки .

Источник

Ультразвуковой излучатель от накипи своими руками. Как сделать магнитострикционный излучатель своими руками: описание, схема и рекомендации

Май 23, 2021 Электроника kmelectric

Сегодня ультразвуковые излучатели используются достаточно широко. Речь идёт о том, что в промышленности ультразвук используется для обеспечения возможности быстрой и качественной очистки чего либо.

Ультразвуковые ванны применяются повсеместно. Причём ультразвуковой метод очистки зарекомендовал себя исключительно с лучшей точки зрения. Но ультразвуковые излучатели могут применяться и для других целей.

Для чего нужна

Сфера применения ванны шире, чем можно себе представить. Ультразвуковые агрегаты большего размера используют на предприятиях для очистки крупных деталей, инструментов, заготовок. Существуют ванны с ультразвуком даже для стирки белья, мытья посуды, обработки овощей. Ультразвуковой излучатель встроен во многие модели современных стиральных машин. Бытовые ванны часто покупают, чтобы мыть детали, платы, форсунки и ювелирные изделия.

Для чистки форсунок

Форсунка – механизм, представляющий собой элементарный клапан, электромагнитный, который дозирует подачу и распыл топлива (он должен делать это максимально точно). Засоренные форсунки промыть сложно, но ультразвуковая ванночка справляется с этим заданием. При необходимости, инжектор с форсунками снимают и производят промывку волнами на щадящей частоте, повторяя процедуру несколько раз.

• Как мариновать чесночные стрелки на зиму
• Что такое розовый лишай Жибера и как его вылечить: фото
• Как варить чечевицу

Для телефонов

Упавший в воду телефон можно спасти, промыв материнскую плату ультразвуком определенной частоты. Для такой процедуры в технических сервисах тоже используется бытовая отмывочная ванночка. Мастер извлечет плату, снимет с нее детали, которым вреден контакт с водой (камеру, динамик, микрофон), опустит внутрь ванны, зальет специальным раствором и включит прибор для работы в заданной частоте. Плата очистится пузырьками воздуха, функционирование телефона будет восстановлено.

Для промывки деталей

Использовать ультразвуковую ванночку можно для очистки оптики, металлических, иных твердых деталей от грязи, инородных компонентов, следов пайки или шлифовки. Применяют устройство для очистки узлов и деталей оргтехники (отлично подходит для промывки принтерных головок, увеличивает срок их эксплуатации). Очень ценят ванну с ультразвуком мастера ювелирного производства. Даже сильно загрязненные в процессе носки изделия становятся абсолютно чистыми через несколько минут обработки.

Особенности

Конструкции ультразвуковых ванн содержат:

1. излучатель;
2. нагревательный элемент;
3. генератор частот;
4. блок управления.

Излучатель, преображающий электрические колебания тока в механические, является основным механизмом устройства. Видоизмененные колебания, попав в чистящий раствор, воздействуют на очищаемые предметы через стенки емкости. Нагревательный элемент – структурный компонент, поддерживающий постоянную температуру жидкости. Источником вибрации выступает генератор частот. Все параметры установленных режимов и временных отрезков очистки контролируются блоком управления.

Благодаря своим особенностям, ультразвуковая ванна привнесет в вашу жизнь немало приятных моментов:

1. с ее помощью можно очистить самые труднодоступные места изделий;
2. действие ультразвука извлечет сор из мельчайших трещин и щелей;
3. после обработки загрязненных предметов данным приспособлением, вы не обнаружите ни единого механического повреждения;
4. вы намного сэкономите свое время;
5. вам не придется соприкасаться с загрязненной поверхностью, лишь положите деталь в ванну и включите устройство;
6. используя чистку таким методом, вы не рискуете испортить само изделие, что не всегда гарантируется при механическом воздействии на него;
7. прямые контакты с химическими веществами минимальны;
8. ваше здоровье в безопасности.

Ультразвуковой генератор третий вариант

Как сделать генератор для ветряка своими руками

Это третья версия ультразвукового генератора. Используется пьезоэлектрический твитер. Выходной каскад на транзисторах обеспечивает мощный выходной сигнал. Динамик, являющийся нагрузкой выходного каскада, может выдавать ультразвуковой сигнал мощностью до 400 мВт.

Схема питается от четырех пальчиковых батареек или от аккумулятора/батарейки напряжением 9 В, потребляемый ток — около 50 мА.

Частота может задаваться резистором R1 в диапазоне между 18000 и 40000 Гц. Можно изменять частоту подбором емкости конденсатора С1. Значения между 470 и 4700 пФ могут быть подобраны экспериментально.

Хотя твитер имеет наибольшую эффективность в диапазоне между 10000 и 20000 Гц, этот преобразователь, как экспериментально подтверждено, может нормально работать и на частотах до 40000 Гц.

В данной схеме нет необходимости отсоединять внутренний трансформатор твитера, как мы делали в предыдущем проекте. Вы можете также использовать специальный ультразвуковой преобразователь с сопротивлением от 4 до 100 Ом.

Принципиальная схема ультразвукового генератора показана на рисунке. Перечень элементов приведен в таблице. Устройство может быть собрано в небольшом пластмассовом корпусе.

Для регулировки частоты используйте частотомер, подключая его к выводу 4 ИС.

Эта схема может выдавать ультразвуковой сигнал мощностью в несколько ватт с применением пьезоэлектрического твитера или преобразователя другого типа. Рабочая частота — от 18000 до 40000 Гц, она может изменяться подбором емкости конденсатора С1. При больших значениях емкости будет формироваться сигнал в звуковом диапазоне, что позволяет использовать схему в аварийной сигнализации и других устройствах. В этом случае твитер может быть заменен обычным громкоговорителем.

Схема потребляет несколько сот миллиампер от источника питания 9 или 12 В. Батарейки рекомендуются только для кратковременных режимов работы.

Можно использовать это устройство для отпугивания собак и других животных, установив его около мест для сбора мусора и др.

Ультразвуковой режим работы достигается при величине емкости С1 от 470 до 2200 пФ. Для сигнала звукового диапазона требуется емкость в диапазоне 0,01-0,012 мкФ.

Принципиальная схема мощного ультразвукового генератора показана на рисунке, перечень элементов приведен в таблице.

Мощный ультразвуковой генератор. Все транзисторы должны быть смонтированы на радиаторах

Транзисторы должны быть смонтированы на радиаторах. Все компоненты можно поместить в пластмассовый корпус

Ультразвуковая частота давно применяется в самых разных областях науки и техники. При помощи ультразвука можно сваривать металл, провести стирку и многое другое. Ультразвук активно применяется для отпугивания грызунов в сельскохозяйственной технике, поскольку организм многих животных приспособлен к общению с себе подобными на УЗ диапазоне. Есть данные и про отпугивание насекомых с помощью УЗИ генераторов, многие фирмы выпускают такие электронные репелленты. А мы предлагаем вам самостоятельно собрать такой прибор, по приведённой схеме:

Рассмотрим конструкцию достаточно простой УЗ пушки высокой мощности. Микросхема D4049 работает в качестве генератора сигналов ультразвуковой частоты, она имеет 6 логических инверторов.

Микросхему можно заменить на отечественный аналог К561ЛН2. Регулятор 22к нужен для подстройки частоты, ее можно снижать до слышимого диапазона, если резистор 100к заменить на 22к, а конденсатор 1,5нФ заменить на 2,2-3,3нФ. Сигналы с микросхемы подаются на выходной каскад, который построен всего на 4-х биполярных транзисторах средней мощности. Выбор транзисторов не критичен, главное подобрать максимально близкие по параметрам комплементарные пары.

В качестве излучателя можно использовать буквально любые ВЧ головки с мощностью от 5 ватт. Из отечественного интерьера можно использовать головки типа 5ГДВ-6, 10ГДВ-4, 10ГДВ-6. Такие ВЧ головки можно найти в акустических системах производства СССР.

Осталось только оформить все в корпус. Для направленности УЗ сигнала нужно использовать металлический рефлектор.

Неоднократно каждый из нас слышал выражение «ультразвук» — в данной статье мы рассмотрим что это, как создается, и для чего он нужен.

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Самодельная УЗ-ванна (НУЖНА ПОМОЩЬ)

Добрый день. По специфике работы понадобилась мне ультразвуковая ванна для очистки деталей от загрязнений. Просмотрев предложения для покупки, понял что такой бюджет мне не потянуть. Решил делать самостоятельно. Так вот, купил на металлоприемке ванну нержавеющую на 20 литров. Такую же как на картинке только без перегородки.
Задумка следующая. Внутри ванны будет располагаться ТЭН со встроенной термопарой на 80 гр., будет установлен циркуляционный насос немощный для создания, собственно, циркуляций моющей жидкости, и также будет установлен ультразвуковой элемент, шо будет создавать кавитационный эффект для очистки деталей в самых неожиданных местах.

Прочитав множество информации в интернете на тему «УЗ мойка своими руками», вычитав кучу умных слов по типу «генератор резонансной частоты», «пьезоизлучатель» и далее и страшнее, понял что надо ограничить по-максимуму сборкой «из коробки». Поэтому на просторе китаймаркета нашел следующую загогулину:

Излучатель + плата генератора. И тут первый возник вопрос: на некоторых лотах с такой же платой идет один излучатель, на некоторых два, на сколько же она расчитана излучателей?

Потому что на самой плате прослеживается один вход и один выход

Из первого возникает второй вопрос: Если я хочу к примеру на свою мойку приклеить излучателей так 6, плат мне тоже нужно будет 6, или как это регулируется и устанавливается?

Вопрос третий: Приклеиваются я так понял на сло эпоксидки прямо к корпусу ванны, однако зачем нужна бобышка на резьбе: Или ее регулируешь на точное соприкосновение с мойкой, а приклеиваешь по кругу?

Поэтому вопросы к реально понимающим людям: Как от начала до конца реализовать мне функцию ультразвука при помощи данных комплектующих?

На просторах интернетиума нашел еще вот такую фотографию

Тут они запаралеллены. Если мне также поставить в ряд, одна плата потянет их?

Как пользоваться

Очевидная, но крайне важная рекомендация: перед тем как пользоваться ультразвуковой ванной, обязательно прочитайте инструкцию к ней! Чтобы очистить деталь или изделие от грязи, следов коррозии, известкового налета используют водопроводную, колодезную, дистиллированную воду, спирт, мыльный раствор, некоторые виды растворителей. Во время работы ванны ясно слышен жужжащий звук, а на поверхности погруженных предметов появляется множество пузырьков. Ваши действия по обслуживанию агрегата просты:

• Открывайте крышку и наполняйте рабочую емкость выбранной жидкостью.
• Размещайте детали или изделия так, чтобы они были покрыты водой полностью.
• Проверяйте уровень жидкости, он не должен подниматься выше специальной отметки.
• Закрывайте крышку, подключайте прибор к источнику электрической энергии.
• Нажимайте кнопку «старт», в большинстве моделей ванночки стандартная продолжительность работы составит 180 секунд.
• При необходимости, включайте прибор снова. Для равномерной очистки детали внутри ванны нужно перевернуть.
• Если требуется, можно начать с увеличения времени или диапазона работы ультразвукового излучателя.
• Когда процесс завершен, отключайте ванну от сети, сливайте воду. Не забудьте просушить емкость, а затем отправить прибор на хранение.
• Относитесь к прибору бережно, ремонт ультразвуковой ванны – дело хлопотное и не всегда возможное.

Как сделать своими руками?

Из названия понятно, что речь пойдет об ультразвуке. Из уроков физики этот термин помнят все – звуковые высокочастотные волны. Слух человека их не улавливает и не распознает.

При их воздействии на жидкости образуется многочисленное количество пузырьков, которые взрываются, если повысить давление. Другими словами, можно добиться процесса кавитации. Маленькие пузырьки становятся тем больше, чем выше давление.

Это явление изобретатели ультразвуковой ванны и взяли за основу. В емкость с необходимым жидким раствором помещают изделие, которое собираются чистить. Запускается устройство, и множество лопающихся пузырьков воздействуют на загрязненные детали, приборы, поверхности, скрупулезно удаляя с них налет, пятна, очищая от засаленности.

Этот метод позволяет обновить такие части деталей, которые неподвластны ручному очищению. Кстати, структурная целостность механизма при этом не пострадает.

Перед тем как приступить к изготовлению ультразвуковой ванны, нужно выяснить, какие потребуются материалы:

• емкость, желательно фарфоровая или керамическая, можно взять таз из нержавейки;
• стальная основа, на которой будут крепиться все элементы;
• насос для наполнения ванны жидкостью;
• кассета или катушка с ферритовым стержнем;

• стеклянная или пластмассовая трубка;
• преобразователь на импульсной основе (чтобы повысить давление);
• жидкость для ванны;
• круглый магнит (подойдут из старых динамиков).

Можно приступать к изготовлению изделия. Прежде чем начать сборку, досконально разберитесь в принципе работы устройства, тщательно изучите характерные черты его функционирования. Процесс работы над созданием ультразвуковой ванны представляет собой несколько этапов.

1. Катушку с ферритовым стержнем наматываем на трубку, причем саму шпильку (стержень) не убираем и ни к чему не приматываем, оставляя ее свободно висеть. На один конец нанизывается магнит – получаем излучатель ультразвука.
2. Емкость закрепляем в каркасе – это наша ванночка.
3. На дне сосуда просверливается отверстие и вставляется излучатель – магнитострикционный преобразователь.
4. Саму ванну дополняем двумя прорезями – для залива жидкости и ее слива.
5. Устанавливаем насос.
6. В наличии обязательно должен быть трансформатор, который приклеиваем строго по центру дна емкости.
7. Паяем плату и собираем цепь.
8. Выходной преобразователь подключаем к обмотке на 5 В.

Модели с однопереходными конденсаторами

Как сделать генератор электрического тока в домашних условиях

Устройства этого типа способны обеспечивать проводимость на уровне 5 мк. У них довольно высокая чувствительность. Стержни на ультразвуковой излучатель устанавливаются диаметром от 2 см. Обмотки используются только с кольцами из резины. В нижней части устройств применяются дипольные клеммы. Общий уровень сопротивления при загруженности составляет 5 Ом. Конденсаторы разрешается устанавливать на излучатели через расширители. Для продления низких частот используются переходники.

При необходимости можно сделать модификацию на два конденсатора. Для этого клеммы устанавливаются с проводимостью от 2,2 мк. Стержень подбирается небольшого диаметра. Также надо отметить, что потребуется короткая подставка из сплава алюминия. В качестве изоляции для клемм применяется изолента. В верхней части излучателя крепится два кольца. Непосредственно конденсаторы монтируются через дипольный расширитель. Общий уровень сопротивления не должен превышать 35 Ом. Чувствительность зависит от проводимости клемм.

Устройство ультразвукового увлажнителя

Блок управления прибором

Описание микросхемы к155ла3

БУ пьезоизлучателем

Рабочая схема может быть выполнена в виде отдельного элемента или быть составной индикатора. Она регулирует и настраивает режимы работы прибора, отслеживает показатели датчиков. К примеру, при полном испарении жидкости устройство отключается, при достижении заданных параметром влажности работа также будет прекращена.

Генератор

Схема, которая формирует электрический сигнал. С его помощью задаются электрические колебания необходимой частоты. Как правило, генератор является отдельным элементом.

Ультразвуковой излучатель для увлажнителя воздуха

Элемент, который под воздействием тока вибрирует на высокой частоте. Ультразвук создается на частоте 1,7 мГц, которая не воспринимается слухом человека. Под воздействием ультразвука вода разбивается на мельчайшие частицы и преобразовывается в туман. «Холодный пар» распространяется по комнате, освежая и очищая ее.

Датчики

В ультразвуковых увлажнителях устанавливаются датчики воды и влажности. С их помощью выполняется контроль за наличием жидкости в емкости и показателями влажности в помещении.

Современные источники ультразвука

Не считая природных источников, в современной ультразвуковой технике используются генераторы ультразвука. Такой генератор состоит из трех основных узлов – это задающий генератор высоких частот, усилитель и излучатель. Для наглядности можно рассмотреть устройство ультразвукового увлажнителя воздуха. В данной технике, кроме ультразвукового генератора, применяется нагнетатель (вентилятор центробежного типа). Ультразвук разбивает воду на мелкую дисперсию, а вентилятор выдувает ее через сопло. На фото показаны главные элементы схемы.

Справа вверху излучатель, внизу задающий генератор, слева внизу усилитель с регулятором мощности, а слева вверху вентилятор.

Коммутируются элементы следующим образом.

В заводских моделях схема ультразвукового генератора и пьезокерамический излучатель компактно устроены на одной плате.

Принципиальная схема выглядит так.

Еще одним наглядным примером является схема ультразвукового генератора на 40 КГц, предназначенного для отпугивания грызунов.

Если для увлажнителя частота ультразвука составляет 1,7 МГц, то здесь при частоте всего 40КГц в качестве излучателя можно применить высокочастотный динамик 4ГД-1.

Похожая схема для табулятора (ультразвукового ингалятора)

Распространенные неисправности

Неприятный запах

Появление неприятного запаха — повод проверить работоспособность пьезоизлучателя

Появление стороннего запаха свидетельствует о застое воды, если прибор длительное время не использовался, и вода не была слита. Также причиной может быть засорение системы фильтрации. Решение: полная чистка прибора с использованием специальных средств, замена фильтров.

Отсутствует подача воздуха

В том случае, когда увлажнитель работает, но воздух не идет необходимо проверить работоспособность вентилятора. Причиной неисправности может быть и засорение фильтра воздухозаборной решетки. Решение: замена фильтрующего элемента или вентилятора.

Совсем не включается

При отсутствии питания прибор теряет работоспособность. При обнаружении неприятности проверить есть ли напряжение в линии. Также данная проблема актуальна при выходе из строя предохранителя вилки. Решение: замена предохранителя, вилки или проводов.

Ультразвуковой передатчик и приемник

Большинство ультразвуковых передатчиков и приемников построены на базе таймера IC 555 или дополнительных металлоксидно-полупроводниковых (CMOS) устройств. Эти устройства представляют собой предварительно управляемые переменные генераторы. Предустановленное значение рабочей частоты может сместиться из-за механических колебаний или колебаний температуры. Этот сдвиг частоты влияет на дальность передачи от ультразвукового преобразователя. Описанные здесь схемы ультразвукового передатчика и приемника используют ИС десятилетнего счетчика CD4017 .

Схема ультразвукового передатчика

Схема передатчика (рис. 1) построена вокруг двух десятилетних ИС счетчиков CD4017 (IC1 и IC2), триггера ИС D-типа CD4013 (IC3) и нескольких дискретных компонентов. Устройство генерирует стабильные сигналы 40 кГц, которые передаются от преобразователя TX.

Схема ультразвукового приемника

Схема приемника (рис.2) построена вокруг счетчика CD4017 (IC4) одного десятилетия и нескольких дискретных компонентов. Чтобы проверить работу передатчика, необходимо преобразовать сигнал 40 кГц в 4 кГц, чтобы вывести его в звуковой диапазон. При использовании приемника ультразвуковой передатчик 40 кГц можно быстро протестировать. Блок приемника (RX) находится рядом с тестируемым ультразвуковым передатчиком. Он обнаруживает передаваемый сигнал 40 кГц, который усиливается усилителем, встроенным в транзистор BC549 (T2). Усиленный сигнал поступает на декадный счетчик IC4, который делит частоту на 4 кГц. Транзистор T3 (SL100) усиливает сигнал 4 кГц для управления динамиком.

Рис. 2: Схема ультразвукового приемника. Для питания приемника используйте батарею PP3 9 В. Разместите цепи передатчика и приемника в отдельных небольших шкафах. Если тестируемый преобразователь 40 кГц работает, схема приемника издает слышимый свистящий звук.

Мощный ультразвуковой генератор

Эта схема может выдавать ультразвуковой сигнал мощностью в несколько ватт с применением пьезоэлектрического твитера или преобразователя другого типа. Рабочая частота — от 18000 до 40000 Гц, она может изменяться подбором емкости конденсатора С1. При больших значениях емкости будет формироваться сигнал в звуковом диапазоне, что позволяет использовать схему в аварийной сигнализации и других устройствах. В этом случае твитер может быть заменен обычным громкоговорителем.

Схема потребляет несколько сот миллиампер от источника питания 9 или 12 В. Батарейки рекомендуются только для кратковременных режимов работы.

Можно использовать это устройство для отпугивания собак и других животных, установив его около мест для сбора мусора и др.

Ультразвуковой режим работы достигается при величине емкости С1 от 470 до 2200 пФ. Для сигнала звукового диапазона требуется емкость в диапазоне 0,01-0,012 мкФ.

Принципиальная схема мощного ультразвукового генератора показана на рисунке, перечень элементов приведен в таблице.

Мощный ультразвуковой генератор. Все транзисторы должны быть смонтированы на радиаторах

Обозначение	Описание
IC1	Интегральная схема КМОП 4093
Q1, Q3	Кремниевый n-p-n транзистор, TIP31
Q2, Q4	Кремниевый p-n-p транзистор, TIP32
SPKR	Твитер или громкоговоритель, 4-8 Ом
R1	Потенциометр, 100 кОм
R2	Резистор, 10 кОм, 0,25 Вт, 5%
R3, R4	Резистор, 2,2 кОм, 0,25 Вт, 5%
С1	Пленочный или керамический конденсатор, 1200 пФ или 0,022 мкФ
С2	Электролитический конденсатор, 100 мкФ, 12 В

Транзисторы должны быть смонтированы на радиаторах. Все компоненты можно поместить в пластмассовый корпус

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.

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.

Применение ультразвука

Сегодня ультразвук используется как минимум в 11 направлениях:

• Медицина: диагностика, терапия.
• Промышленность (резка).
• Климатическая техника.
• Приготовление смесей (гомогенизация).
• В биологии (разделение клеток).
• Для очистки воды (кавитационная эрозия).
• Эхолокация.
• Расходометрия.
• Дефектоскопия.
• Ультразвуковая сварка.
• Гальванотехника.

В повседневной жизни практически каждый человек сталкивался с ультразвуковой техникой. Это УЗИ, эхолот, ультразвуковой увлажнитель воздуха, табулятор и др. Частотой колебаний ультразвуковых волн считается от 20 КГц, что за краем восприятия человеческого слуха. Тем не менее многие животные его слышат, подают друг другу сигналы и даже используют для эхолокации.

Используемое оборудование

Учитывая высокую стоимость аппарата УЗ-сварки, многие домашние мастера подумывают о самостоятельном изготовлении установки. К сожалению, это не сварочный трансформатор и даже не выпрямитель, и для проектирования и создания аппарата потребуются серьезные знания и навыки в области акустики и электроники. Кроме того, для изготовления деталей излучателя и волновода нужны станки высокого класса точности, недоступные в домашних условиях.

Пресс для ультразвуковой сварки

Оборудование для ультразвуковой сварки разделяют на три категории:

Диапазон мощности — 50 ватт до 2 киловатт, рабочая частота в районе 20-22 килогерц

Основной узел установки ультразвуковой сварки — генератор колебаний и преобразователь электрических колебаний в механические той же частоты.

Механические колебания ультразвукового генератора преобразуются магнитострикционным преобразователем. Для отведения излишнего тепла используется водяная система охлаждения

Волновод транспортирует энергетический поток к месту сваривания. На его рабочем окончании смонтирована сменная сварочная головка. Ее геометрические параметры выбирают, исходя из материала заготовки, его толщины и вида шва. Так, для приваривания выводов микросхем берут головку, заканчивающуюся тонким жалом.

Опорная рама служит для размещения всех узлов и деталей. На ней также монтируется механизм перемещения заготовки или головки волновода.

Что собой представляет ультразвуковая ванна?

Продлить жизнь элементам стиральной машины? А может очистить драгоценные металлы от налета?

Казалось бы, не столь популярная конструкция ранее может стать незаменимым помощником в абсолютно любом деле, связанном с очисткой от накипи и следов коррозии.

1) Конструкция ультразвуковой ванны.

Главным компонентом конструкции ультразвуковой ванны является преобразователь электрической энергии в механическую. По всей площади емкости происходит распространение ультразвуковых волн, которые и воздействуют на погружаемый объект.

Ультразвуковая волна – звуковая частота, не воспринимаемая на слух. Находится в пределах 17 — 118 килогерц.

Чтобы получить такой диапазон, требуется специальный частотный преобразователь .

На входе при помощи действия электроэнергии снижается уровень колебания частот до ультразвуковых. Именно они и влияют на разрушение результатов процесса коррозии.

Ну и для повышения КПД используется нагревательный элемент , который располагают под основой ёмкости из нержавейки с излучателем .

В совокупности рассмотренные 3 элемента составляют цепь, способную импульсивно действовать на погруженный объект и проводить его очистку.

Как работает прибор?

Ультразвуковая ванна своими руками или купленная, работают по одному и тому же принципу. Волны влияют на структуру и расщепляют элементы со слабой кристаллической решеткой. Ржавчина, накипь, налет – вещества, которые подпадают под эту категорию.
Для очистки с помощью ультразвуковой ванны нужно:

1. В нержавеющий резервуар налить специальную жидкость по очистке.
2. Поместить предмет в раствор.
3. Включить ультразвуковую ванну.

Если периодически начали появляться мелкие пузырьки на поверхности — это признак успешной работы.

Вытащить предмет после 3 – 10 часов в растворе.

Длительность нахождения детали в жидкости зависит от степени его начального загрязнения. Если накипь слоем с палец, на очистку может уйти более 5 часов.

Пузырьки, которые выделяются в ультразвуковой ванне, постепенно «съедают» частички коррозии на предмете, помещенном в состав. Большим плюсом является возможность очистить даже самые труднодоступные места, что практически невозможно сделать просто своими руками.

2) Где применяются ультразвуковые ванны?

На сегодняшний день сфера применения ультразвуковых ванн весьма широка. Промышленные предприятия уже достаточно долго используют эту технологию для своих нужд, но к нам в дом процесс очистки предметов подобным образом пришел лишь недавно.
Сферы применения ультразвуковых ванн:

.
Налет на золоте и серебре удаляется в течение 20 — 40 минут.

Небольшие частные ремонтные конторки часто держат у себя подобную конструкцию, которая в 60% случаев сделана своими руками.

Оптика .
Составляющие оптических приборов в промышленном масштабе также поддаются процессу коррозии.

Очистка в ультразвуковой ванне — самый безопасный и быстрый метод восстановить работоспособность деталей.

Электроника .
Платы портативной и другой техники очень хрупкие, потому обработка механическим путем им только навредит.

Химия .
Ускорение протекания некоторых химических реакций за счет воздействия ультразвуковой обработкой.

и автомобильная промышленность.
Очистка всех металлических деталей от признаков старения.

В домашних условиях можно с помощью ультразвуковой ванны очистить элементы бытовых электроприборов и продлить их жизнь. Наиболее полезен метод будет для нагревательных элементов стиральных машин, которые постоянно страдают от накипи.

Преимущества очистки в ультразвуковой ванне:

Экономия личного времени.
При очистке своими руками все время уходит на непосредственное взаимодействие с объектом.

В нашем случае достаточно будет положить деталь в ультразвуковую ванну и включить устройство.

Вы не вредите своему здоровью .
Прямой контракт с активными химическими веществами сводится к 2 — 3%.

Если быть аккуратным, а также использовать резиновые перчатки, то вы будете защищены на 100%.

Очистка труднодоступных мест .
Мелкие щели или даже микротрещины, куда могла пробраться грязь — ничто не сможет избежать действия ультразвука.

Отсутствие механических повреждений после обработки .
В отличие от механического воздействия, риск привести деталь в неисправность при ультразвуковой чистке сводится к нулю.

Область применения ультразвуковых ванн очень широка не только в промышленных масштабах, но и в домашнем хозяйстве.

Хоть этот предмет и не является столь распространенным в нашей стране, его можно найти на специализированных сайтах по продажам бытовой техники.

Принцип действия ультразвуковой сварки и классификация

С физической точки зрения, ультразвуковая сварка проходит в три стадии:

• нагрев изделий, активизация диффузии в зоне соприкосновения;
• образование молекулярных связей между вязкотекучими поверхностными слоями
• затвердевание (кристаллизация) и образование прочного шва.

Существует несколько классификаций ультразвуковой сварки ультразвуковой сварки.

По степени автоматизации различают:

• Ручная. Оператор контролирует параметры установки и ведет сварочный пистолет по линии шва.
• Механизированная. Параметры задаются оператором и поддерживаются установкой, детали подаются под излучатель.
• Автоматизированная. Применяется на массовом производстве. Участие человека исключается.

Схемы колебательных систем для сварки ультразвуком

По методу подведения энергии к рабочей зоне выделяют:

По методу движения волновода классифицируют:

• Импульсная. Работа короткими импульсами за одно перемещение волновода.
• Непрерывная. Постоянное воздействие излучателя, волновод двигается с постоянной скоростью относительно материала.

По споосбу определения количества энергии, затрачиваемой на соединение, существуют:

• по времени воздействия;
• по величине осадки;
• по величине зазора;
• по кинетической сотавляющей.

В последнем случае количество энергии определяется предельной амплитудой смещания опоры.

По способу подачи энергии в рабочую зону различают следующие режимы ультразвуковой сварки:

• Контактная. Энергия распределяется равномерно по всему сечению детали. Позволяет сваривать детали до 1,5 толщиной. Применяется для сваривания внахлест мягких пластиков и пленок.
• Передаточная. В случае высоких значений модуля упругости колебания возбуждаются в нескольких точках. Волна распространяется внутри изделия и высвобождает свою энергию в зоне соединения. Используется для тавровых швов и соединений встык жестких пластиков.

Способ подачи энергии колебаний в зону контакта заготовок определяется модулем упругости материала и коэффициентом затухания механических колебаний на ультразвуковых частотах.

Пьезоэлектрический излучатель Ланжевена

Если кварцевую пластинку подвергать механическому воздействию, то она электризуется. И наоборот, если менять с определённой частотой электрическое поле, в котором она находится, то она начнёт колебаться с такой же частотой.

А что будет, если для зарядки кристалла использовать электричество от источника переменного тока высокой частоты? Проделав такой опыт, Ланжевен убедился, что частота колебаний кристалла такая же, что и частота изменения напряжения. Если она ниже 20 000 Гц, кристалл становится источником звука, а если выше, он будет излучать ультразвуковые волны.

Но мощность ультразвука, излучаемого одной пластинкой кристалла, очень мала. Поэтому из кварцевых пластинок учёный создал мозаичный слой и поместил его между двумя стальными накладками, которые выполняли функции электродов. Для увеличения амплитуды колебаний использовалось явление резонанса. Если частота переменного напряжения, подаваемого на пьезокристалл, совпадала с его собственной частотой, то амплитуда его колебаний резко возрастала.

Эту конструкцию назвали «сэндвичем Ланжевена». И она оказалась очень удачной. Мощность излучения была достаточно большой, а пучок волн оказался узко направленным.

Позднее в качестве пьезоэлемента вместо кварцевых пластинок стали применять керамику из титаната бария, пьезоэлектрический эффект которого во много раз выше, чем у кварца.

Пьезоэлектрическая пластинка может быть и приёмником звука. Если звуковая волна встретит её на своём пути, то пластинка начнёт колебаться с частотой источника звука. На её гранях появятся электрические заряды. Энергия звуковых колебаний преобразуется в энергию электрических колебаний, которые улавливаются приёмником.

Усилитель

Выходной каскад изготавливается на силовых транзисторах и в зависимости от мощности УЗ-генератора может быть выполнен по двухтактной схеме, по схеме полумоста или по мостовой.

Двухтактный до 100 Вт

В данной схеме напряжение питания выбирается по условию Е

Здесь источник питания подключен к мосту, где транзисторы подключаются между точками, обозначенными на схеме «вг». При этом выходной транзистор подключен к точкам «аб». На транзисторы Т1 и Т2 подаются импульсы возбуждения в противофазе с трансформатора Тр1. Так как на транзисторе падает напряжение питания Е, требуется чтобы Е

Здесь выходной каскад УЗ-генератора выполнен из четырех транзисторов. Выходной транзистор подключен в диагональ «вг», а источник питания – «аб». Напряжение базы подается на плечи моста Т1-Т4 так, что когда Т1 и Т3 открыты, то Т2 и Т4 закрыты и потом наоборот. Это переключение приводит к четырехкратному повышению выделяемой мощности в нагрузке по сравнению с мощностью отдаваемой одним транзистором. Напряжение питания выбирается из условия Е

Схема работает по принципу сложения мощности полумостовых ячеек. Количество ячеек может быть разным и чем их больше, тем выше выходная мощность. Суммирование мощности происходит на выходном трансформаторе Тр2. Напряжение питания для данной схемы выбирается из условия Е

Источник