Гидравлический ультразвуковой генератор: Легкодоступная левитация в ультразвуке / Habr – Как сделать ультразвуковой генератор? Описание

Содержание

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.

Пневматический или гидравлический генератор звуковых или ультразвуковых колебаний

 

М 86087

Класс 74d, 3»

СССР

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

В. Ф. Королев

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИЛИ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

ЗВУКОВЪ|Х ИЛИ УЛЪТРАЗВУКОВЪ|Х КОЛЕБАНИЙ

Заявлено 12 февраля 1949 г. за № 391723 в Гостехнику СССР

Известные генераторы звуковых колебаний, используемые в духовых музыкальных инструментах или в качестве звука для специальных целей, дброги и сложны по устройству, охватывают малый диапазон частот, имеют низкий к. п. д., маломощны. Перечисленные недостатки препятствуют практическому использованию этих генераторов.

Предлагаемый генератор предназначен для работы при значительной разности давлений какого-либо газа, пара или жидкости, вследствие чего он может быть применен в широких областях техники.

Предлагаемый генератор изображен на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8.

Основным элементом генератора является эластичная мембрана

1 с отверстием 2в середине которая может быть выполнена из различных материалов в зависимости от назначения. устройства и условий работы (разность давлений, частота колебаний, мощность колебаний, состав газа, пара или жидкости и т, д.).

Над мембраной 1 имеется замкнутая камера 8, наружные стенки

4 которой могут быть сделаны из жесткого или эластичного материала в зависимости от назначения. . Под мембраной концентрически расположена трубка 5, верхний конец 8 которой имеет увеличенный или уменьшенный диаметр и упирается в мембрану. Трубка может опускаться и подниматься по отношению к мембране и тем самым упираться в нее с большей или меньшей силой. Устройство для передвижения трубки 5 может быть любым (на фиг. 1 — 8 трубка ввинчивается или вывинчивается на резьбе 6).

Внутри трубки на некотором расстоянии от верхнего конца имеется суженная часть с отверстием 7, диаметр которого зависит от назначения устройства и условий работы.

На работу устройства в известной степени влияет не только величина отверстия 7, но и объем камеры 9.

Концентрически с трубкой 5 расположена камера 9, ограниченная № 86087 стенкой 10, в которую вставлена трубка 11. Кр ая мем бр аны жестко закреплены между верхней крышкой 4 и нижней 10. Крепление их может быть любой конструкции.

Применительно к воздуху предлагаемый генератор действует следующим образом.

В трубке 11 (фиг. 1) и, следовательно, в камере 9 создается давление, большее, чем в трубке 5 (трубка 5 должна быть продвинута— ввинчена к мембране так, чтобы несколько на>кимать на нее — натянуть мембрану). Так как трубка

5 с низким давлением через отверстия 7 и 2 соединена с камерой 3, то из этой камеры выйдет воздух и там установится давление, близкое к давлению в трубке 5. Так как под мембраной в камере 9 в это время давление выше, чем в камере 8, то мембрана поднимается. Сила, действующая в этот момент на мембрану, должна быть больше, чем сила, с которой мембрана давит вниз благодаря своей упругости.

Это соотношение между силами зависит от площади мембраны, разности давлений воздуха, упругости мембраны, степени ее натяжения ввинчиванием трубки 5 и легко поддается расчету и регулировке.

Как только мембрана поднимется, образуется зазор между верхним краем трубки 5 и мембраной, в который и устремится воздух, так как давление в камере 9 выше, чем в камере 8 (фиг. 2). Воздух из камеры 9, попадая через отверстие 2 в камеру 8, повышает там давление и благодаря этому мембрана опускается и закрывает зазор между мембраной 1 и краем трубки 5, прекращая поступление воздуха в камеру 8. Однако давление в камере

8 опять сейчас же понижается, так как воздух уходит через отверстие

7 в трубку 5. От понижения давления в камере 8 мембрана снова поднимается вверх и весь процесс повторяется сначала.

Частота колебаний мембраны будет зависеть от целого ряда причин.

Наиболее существенные из них это объем камеры 8, диаметр мембраны 1, размер отверстий 2 и 7, разность давлений в камере 9 и трубке 5, диаметр верхнего конца трубки5 ит.д.

Периодическое изменение давления в камере 8 можно использовать, приводя в колебательное движение эластичную мембрану 12, от которой колебания будут перемещаться во внешнюю среду.

Если имеется избыточное давление сверх атмосферы, то оно подводится к трубе 11, а из трубки 5 толчками выбрасывается в атмосферу воздух, который можно так>ке использовать для дополнительных колебаний, поставив на его пути отражатель и направив этот звук в желаемом направлении (на пример, в обратную сторону, чтобы усилить звук от мембраны 12).

Если гене р атор должен дей ств овать от вакуума, то вакуум-насос присоединяется к трубке 5 и воздух засасывается из атмосферы через трубку 11. В этом случае отпадает надобность в крышке 10. Эту крышку можно убрать совсем и вместо нее оставить только скобу для закрепления трубки 5. В этом случае звуковые колебания, получаемые непосредственно от мембраны 1, могут быть с помощью отражателя направлены также в желаемом направлении.

Видоизмененная конструкция генератора, обеспечивающая меньший расход воздуха, изображена на фиг.3,4 и 5.

На верхнем конце трубки 5 имеется диск 17 особой конструкции, снабженный рядом расположенных по окружности выступов 18, в которых имеются отверстия 14. Между выступами на диске имеются свободные пространства 15. Выше над диском расположена крышка 4, имеющая вторую мембрану 12. Эта крышка с мембраной образует камеру 8. На трубке 5 навинчена гайка 1б с контргайкой. Диаметр гайки 1б больше отверстия 2 в мембране. Устройство действует от разности давлений, причем давление в № 86087 трубке 5 должно быть меньше, чем под мембраной 1.

Мембрану предварительно натягивают подвинчиванием гайки lб.

При этом края центрального отверстия мембраны упираются в гайку с некоторой силой (фиг. 3), не прикасаясь, однако, к выступам

18 на диске 17.

При включении устройства из-за разности давлений воздух из камеры 9 уходит через отверстие 14 и поступает в камеру 8, а оттуда через отверстие 7 — в трубку 5. От понижения давления в камере 9 мембрана 1 поднимется вверх и закроет отверстие 14 (фиг. 4). Одновременно с этим образуется зазор между мембраной 1 и гайкойlб. Через этот зазор воздух устремится в камеру 9 и мгновенно заполнит ее. Давление в камере 9 повысится и тогда упругая мембрана опустится вниз и закроет доступ воздуха в камеру 9. Опустившаяся мембрана откроет отверстие 14 и вслед за этим воздух из камеры 9 уйдет в — камеру 3 и далее в трубку 5. Затем весь процесс повторяется.

При открывании отверстия для впуска воздуха закрываются отверстия для отсасывания, а при открывании отверстий для отсасы. вания закрывается впуск, что значительно сокращает непроизводительный расход воздуха. Величину амплитуды колебаний можно регулировать гайкой lб. Изменение давления в камере 8 используется мембраной 12 в крышке 4, а колебания давления в камере 8 можно значительно усилить подбором величины отверстия 7.

В описанных двух вариантах генератора, колебания мембраны происходят от взаимного действия двух сил — одной, возникающей or разности давлений, другой — от упругости мембраны.

Генератор, в котором крлебания происходят от воздействия только разности давлений, независимо от упругости мембраны, схематически изображен на фиг. 6, 7 и 8.

Здесь мембрана 1 не имеет отверстия в центре, зато имеет несколько отверстий 2, расположенных по окру?KHocTH, недалеко от центра.

Мембрана, изображенная на фиг. б и 7 — металлическая, поэтому по

ee»t?an t имеется гофр 21. Снизу мембрана снабжена тонким кольцом 19 с буртиком, которое жестко скреплено с мембраной без зазоров.

Сверху мембрана закрыта крышкой 4, в которой также имеется мембрана 12. Под мембраной 1 расположена вторая крышка 10 с трубкой 11 сбоку и трубкой 5 в середине. Внутри крышки 10 имеется кольцо 1о, большее по диаметру, чем кольцо 19. расположенное концентрически с трубкой 5 и имеющее буртик. Этот буртик находится над буртиком кольца 19 на мембране, между этими буртиками образуется зазор при движении мембраны 1 вниз. При продвижении мембраны

1 вверх буртики соприкасаются и зазор исчезает.

Трубка 5 подвижна в вертикальном направлении (при помощи, резьбы) . С помощью этой трубки можно регулировать амплитуду колебаний мембраны 1, так как прн дви?кении мембраны вверх это движение ограничивается буртиком кольца 1о, а при движении вниз— верхним концом трубки 5. Все это устроиство депствует также от разности давлений. Давление в трубке 11 и камере 20 должно быть ниже, чем в трубке 5.

Этот генератор действует следующим образом.

В первый момент, когда в трубке 11 и камере 20 образуется меньшее давление, чем в трубке 5, мембрана 1 из-за того, что давление в камере 3 больше, чем в камере 20, опустится вниз и закроет верхний конец труоки 5. Доступ воздуха из трубки 5 в камеру 9 прекратится, а вслед за этим воздух из камеры 8 уйдет через отверстия 2 в камеру

9 и далее через зазор между буртиками колец 18 и 19 в камеру 20 и трубку 11. Давление в камере 3 № 86087 становится близким к давлению в камерах 9 и 20. Создается положение, при котором давление в трубке 5 выше, чем в камере 3. Это толкает мембрану вверх. При движении мембраны вверх зазор между кольцами 18 и 19 перекрывается и камера 20 отделяется от камеры 9.

Воздух заполняет камеры 9 и 8, не

, проникая в камеру 20. Давление в камере 8 повышается, что заставляет мембрану 1 опуститься вниз, так как в камере 20 давление более низкое. При опускании мембраны вниз верхнее отверстие трубки 5 снова закрывается и процесс повторяется. Разумеется, что все это происходит очень быстро, и мембрана не может задерживаться ни в одном из промежуточных положений.

Мембрана может быть изготовлена не только из металла, но и из эластичного материала, например кожи или резины, и в этом случае кольцо 19 с буртиком сочетается с ней так, как изображено на фиг. 8.

Для получения более высоких частот деталь 19 (фиг. 8) должна быть более тонкой и легкой: изготовление ее, например из дюралюминия дает хорошие результаты.

Предмет изобретения

1. Пневматический или гидравлический генератор звуковых или ультразвуковых колебаний, в котором колебательным органом является мембрана, имеющая с одной стороны замкнутую или частично открытую камеру, стенки которой могут быть эластичными, с целью передачи колебаний во внешнюю среду, а с другой стороны — концентрически установленную трубку с пониженным давлением внутри ее, упирающуюся в мембрану и создающую некоторое натяжение последней, отли ч аю щи и ся тем, что мембрана имеет в центре отверстие против трубки и что колебания мембраны обусловлены периодическим изменением давления внутри замкнутой верхней камеры.

2. Форма выполнения генератора поп.1, отличающаяся тем,что, с целью уменьшения расхода воздуха, в центре мембраны помещен стержень (или трубка) диаметром меньше, чем диаметр отверстия мембраны, оканчивающийся с одного конца диском несколько большего диаметра, чем отверстие мембраны, а с другого — переходящий в диск, равный по диаметру мембране, имеющий по окружности расположенные со стороны мембраны выступы с отверстиями посредине и имеющий по другую сторону от мембраны камеру с пониженным давлением, в которую порциями поступает воздух через отверстия в диске в моменты, когда они не закрыты колеблющейся мембраной, колебания которой, в свою очередь, вызываются периодическим изменением давления в пространстве между большим диском и мембраной.

3. Форма выполнения генератора попп. 1 и 2, отл и ч аю щ а я с я тем, что мембрана его имеет ряд расположенных по окружности на некотором расстоянии от центра отверстий, за которым ближе к периферии расположено с одной стороны от мембраны кольцо с буртиком, а с другой — замкнутая камера, стенки которой могут быть эластичными, с целью передачи колебаний во внешнюю среду; со стороны конца мембраны расположена крышка с прикрепленным к ней кольцом имеющим буртик, сцепляющийся с круговым буртиком мембраны. В середине крышки расположена концентрическая трубка с повышенным давлением внутри нее, одним концом не доходящая до мембраны на величину амплитуды ее колебания, а в боковой стороне крышки расположена другая трубка с пониженным давлением.

Колебания мембраны происходят от изменения давления в камерах, р асположенных по обе стороны мембраны, а изменения давлений в камерах, в свою очередь, обусловлены колебаниями мембраны, вызывающими периодический впуск и удаление воздуха из этих камер независимо от упругости мембраны. № 86057

Риг 8

fZ .7 Z

Zo ю ю 5

Объем 0,7 изд. л.

Цена 5 коп.

Формат бум. 70X108 /ы

Тираж 200 экз.

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6.

Подп. к печ. 27/Х-б2 г

Заказ 3241 г. Владимир, типография Облполиграфиздата.

Редактор С. И. Зотов Техред. А. А. Камышникова Корректор И. А. Шпынева

Пневматический или гидравлический генератор звуковых или ультразвуковых колебаний Пневматический или гидравлический генератор звуковых или ультразвуковых колебаний Пневматический или гидравлический генератор звуковых или ультразвуковых колебаний Пневматический или гидравлический генератор звуковых или ультразвуковых колебаний Пневматический или гидравлический генератор звуковых или ультразвуковых колебаний Пневматический или гидравлический генератор звуковых или ультразвуковых колебаний Пневматический или гидравлический генератор звуковых или ультразвуковых колебаний Пневматический или гидравлический генератор звуковых или ультразвуковых колебаний 

СХЕМА УЛЬТРАЗВУКОВОГО ГЕНЕРАТОРА

   Источник ультразвука необходим для очень широкого спектра девайсов — отпугивателей мышей, комаров, собак. Или просто в качестве ультразвуковой стиральной машинки. Так-же с данным EPU можно ставить интересные опыты и эксперименты (товарищи добавляют: в том числе и с соседями:)). Может использоваться для сокращения времени травления и промывки печатных плат, уменьшения времени замачивания белья. Ускорение протекания химических процессов в жидкости, облучённой ультразвуком, происходит благодаря явлению кавитации — возникновению в жидкости множества пульсирующих пузырьков, заполненных паром, газом или их смесью и звукокапиллярному эффекту. Ниже представлена схема ультразвукового генератора переменной частоты, взятая из журнала «Радиоконструктор».

   Основу схемы ультразвукового генератора составляют два генератора импульсов прямоугольной формы и мостовой усилитель мощности. На логических элементах DD1.3, DD1.4 выполнен перестраиваемый генератор импульсов формы меандр ультразвуковой частоты. Его рабочая частота зависит от ёмкости конденсатора С3 и общего сопротивления резисторов R6, R4. Чем сопротивление этих резисторов больше, тем частота меньше. На элементах DD1.1, DD1.2 сделан НЧ генератор с рабочей частотой около 1 Гц. Оба генератора связаны между собой через резисторы R3, R4. Конденсатор С2 предназначен для того, чтобы частота высокочастотного генератора изменялась плавно. Если конденсатор С2 зашунтировать переключателем SA1, то частота высокочастотного генератора будет постоянной. На микросхеме DD2 и полевых транзисторах выполнен мостовой усилитель мощности импульсов. Инверторы микросхемы раскачивают двухтактные повторители на полевых транзисторах. Когда на выводах 3, 6 DD2 лог. О, то на выходах DD2.3, DD2.4 будет лог. 1. Соответственно, в этот момент времени будут открыты транзисторы VT1, VT4, a VT2, VT4 будут закрыты. Использование сигнала прямоугольной формы приводит к богатому гармониками акустическому излучению. В качестве излучателей ультразвука используются две высокочастотные динамические головки типа 2ГД-36-2500. Можно использовать и 6ГД-13 (6ГДВ-4-8), ЭГД-31 (5ГДВ-1-8) и другие аналогичные. При возможности, их желательно заменить мощным пьезокерамическим излучателем или магнитостриктором, который можно попробовать изготовить самостоятельно, намотав на ферритовом П-образном сердечнике от ТВС телевизора несколько десятков витков многожильного медного провода, а в качестве мембраны применить небольшую стальную пластину. Катушка должна быть размещена на массивной опоре. Р-канальные полевые транзисторы можно заменить на IRF5305, IRF9Z34S, IRF5210; п-канальные — IRF511, IRF541, IRF520, IRFZ44N, IRFZ48N. Транзисторы устанавливаются на радиаторы. Микросхемы можно заменить на 564ЛА7, CD4011A, К561ЛЕ5, КР1561ЛЕ5, CD4001B. Дроссель L1 — любой миниатюрный индуктивностью 220…. 1000 мкГн. Резисторы R7, R8 — самодельные проволочные. Переменный резистор СП3-30, СП3-3-33-32 или с выключателем питания СП2-33-20. Печатную плату генератора качаем в архиве.

Проверенная плата мощного ультразвукового генератора

   Настройка. Движок переменного резистора R5 устанавливается в среднее положение, контакты выключателя SA1 замыкаются, подбором ёмкости конденсатора С3 и сопротивления резистора R6 устанавливается частота генератора на DD1.3, DD1.4 около 30 кГц. Далее, контакты SA1 размыкаются и подбором сопротивлений резисторов R2, R3 и R4 следует установить девиацию ультразвуковой частоты от 24 кГц до 35…45 кГц. Делать её более широкой не следует, так как или работа устройства станет слышимой человеком, либо заметно возрастут потери на переключение полевых транзисторов, а эффективность излучателей звука упадёт. Срыв работы генератора на DD1.3, DD1.4 не допускается, так как это может привести к повреждению катушек динамических головок. Источник питания должен быть рассчитан на ток не менее 2 А. Напряжение питания может быть от 11 до 13 вольт.

Конструкция и печатка мощного ультразвукового генератора

   Сегодня собрал такую схему ультразвукового излучателя — работает не очень, но! Немного пораскинув умом, пришел к выводу о необходимости повысить ёмкость С3 до 2200 пф, далее естественно была устранена ошибка в схеме — в элементе DD2.2 выводы 4 и 6 перепутаны. И о чудо — работает. Правда долго выдержать этот пронзительный звук, меняющийся в широком диапазоне не представляется возможным даже тем, кто находится и в других комнатах. Голова начинает даже не болеть, а её как будто в тиски жмёт, до тошноты противное состояние, выдержал секунд 30.

Самодельный УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР переменной частоты

   Ток потребления можно рассчитать исходя из сопротивления применяемого ультразвукового излучателя, закон Ома помнят думаю все. К примеру, у меня стоит на 16 Ом, приняв за КПД 100% оконечного каскада, что почти так и есть, получаем 750 мА при напряжении питания 12 В. Напряжение менять не стоит, иначе упадет мощность, да и смысл уменьшать? Свой ультразвуковой излучатель питаю от кренки на 12 В. При перепадах напряжения частота более менее стабильна получается. Диапазон выходных частот варьирует в широком пределе переменным резистором от слышимого спектра — до не слышимого, необходимо лишь правильно подобрать скважность импульсов для правильной работы схемы. Устройство собрал и испытал: ГУБЕРНАТОР.

   Форум по излучателям

   Схемы для начинающих

Ультразвуковой генератор тумана

Ультразвуковой генератор тумана
Не спорю, можно купить уже готовый ультразвуковой увлажнитель было бы быстрее, но у меня так сложилось по запчастям, что он вышел сам собой. В статье я покажу, как и из чего сделал его я, а в конце, расскажу, как бы я сделал его сейчас, основываясь на опыте теперешней обкатке.
В марте ко мне прибыл ультразвуковой распылитель в пластмассовом корпусе, я специально готовился к лету, конструкция была собрана, но однажды, встроенный в ультразвуковою головку датчик уровня не сработал, и как следствие работы на сухую – корпус датчика оплавился, а местами и прогорел, правда, заметил я это не сразу — обошлось.
Неделю назад, ко мне пришла ультразвуковая головка уже в металлическом корпусе, а значит, всю конструкцию мне пришлось разобрать и пересобрать заново.

Понадобится


Ультразвуковой генератор тумана
В наличии у меня были:
  • — офисное ведро емкостью 10 литров;
  • — блок питания на 12 вольт;
  • — ультразвуковой распылитель в металлическом корпусе;
  • — черная монтажная коробочка размерами 100 x 60 x 25 мм;
  • — любой повышающий модуль, у меня оказался модуль Xl6009;
  • — регулятор оборотов 12 вольт;
  • — турбинка;
  • — выключатель питания, несколько гнезд и штекеров к ним;
  • — подручная мелочь появлялась в процессе сборки;
  • — а также – корпус от неисправного регулятора оборотов – его вы увидите далее.

Визуальная схема соединения


Ультразвуковой генератор тумана
Мне пришлось постараться, что бы все это не выглядело кашей и было удобным для восприятия.
  • — входные 12 вольт повышается модулем до 22 вольт и подается на ультразвуковой распылитель;
  • — так же, входные 12 вольт подаются на регулирующий обороты вентилятора блок;
  • — оба они соединены параллельно и через общий выключатель питания подключены к входному гнезду.

Ультразвуковой генератор тумана
Готовый регулятор оборотов сразу пришел ко мне неисправным, и как бывает, отложился в кучку «до лучших времен», в дело пошел его корпус с четырьмя удобными отверстиями для крепления. Вы видите, что случилось с начинкой. Некоторое время, ток был настолько высок, что проводки, ведущие к гнезду на ультразвуковую головку, прогорели и расплавились. Однако, оба модуля оказались исправными и потребовалось только заменить проводку.
Ультразвуковой генератор тумана
В торце офисной корзины, мной были просверлены четыре отверстия для установки винтов к которым крепился блок управления, еще ниже, вы видите отверстие для пропуска провода идущего к ультразвуковой головке.
Первый вариант, я собирал второпях, и такое решение выявило свои недостатки. Если взглянуть внутрь корзины, то видно, что головки винтов подвергались коррозии.
Ультразвуковой генератор тумана
Что бы избавиться от ржавчины, потребовалось ее преобразовать тампонами смоченными крепким раствором пищевой лимонной кислоты
Ультразвуковой генератор тумана
После чистки зубной щеточкой и сушки, головки были залиты прозрачным акриловым клеем из строительного магазина.
Ультразвуковой генератор тумана

Узел вентилятора


Он должен быть полностью защищен от брызг и после короткого обдумывания, я решил применить центробежную турбинку которую вклеил в черную пластиковую коробочку на полосках двустороннего монтажного скотча на основе 1 мм.
Ультразвуковой генератор тумана
Через меньшее отверстие на нижней крышке коробочки, воздух подается внутрь корзины. Обратите внимание на то что, заборное отверстие на верхней стороне коробочки и выпускное на нижней, будут распложены оппозитно друг другу. Тем самым, никакие брызги не смогут добраться до двигателя турбины. По периметру получившегося узла, я наклеил уплотняющую ленту, применяемую герметизации проемов открывающихся пластиковых окон, а к самой турбине, был подпаян отрезок витого шнура со штекеров на конце. Паянные контакты были герметизированы горячим клеем.
Ультразвуковой генератор тумана

Узел крышки


Обратная сторона.
Ультразвуковой генератор тумана
Крышка офисного ведра, как вы знаете, снабжена вращающимся клапаном, и он, доставил мне больше всего неудобств.
  • — вначале, я наметил и проделал отверстие для выхода водяного тумана;
  • — затем, я дремлем вырезал прямоугольное окно для узла вентилятора;
  • — чтобы застопорить клапан, по всей внутренней площади крышки, я на водостойкий клей наклеил заготовку из поролона;
  • — заготовку, для того чтобы она не травила пар, пришлось хорошо увлажнить тем же клеем в несколько приемов;
  • — после высыхания, на почти водоотталкивающую поролоновую заготовку, я наклеил заготовку из обрезка линолеума.

В срезе, вы можете видеть, какой сандвич вышел:
Ультразвуковой генератор тумана
Крышка с лицевой стороны. В отверстие для выпуска мороси, вставлена половинка от шоколадного яйца. С некоторым усилием, она может вращаться. Советую прожечь в ней отверстия только на одной стороне, чтобы поток холодного пара можно было направить в сторону от узла вентилятора и воздухозаборного отверстия.
Ультразвуковой генератор тумана
В итоге, общий вид отмытой офисной корзины без установленного узла вентилятора вот такой.
Для придания менее колхозного вида, по контуру щели вращающегося клапана я наклеил оставшуюся гермоленту.
Ультразвуковой генератор тумана

Узел поплавка


Круглый поплавок я вырезал из вспененного полиэтилена, в раму из такого материала «одевают» дисплеи и телевизоры.
В поплавок вставлен стаканчик из-под йогурта, в который, будет вставлен ультразвуковой распылитель.
Ультразвуковой генератор тумана
Первые испытания тут же показали, что ультразвуковая головка должна быть утоплена под поверхностью воды, на глубину фаланги пальца, но при этом, отдельные брызги таки вылетали из фонтанчика тумана. Потому пришлось подумать о каплегасителе. Он сделан из крышки баллона с монтажной пеной, и на счастье, он имел ушко с отверстием для пеноподающей трубки.
Ультразвуковой генератор тумана
Следы ржавчины объясняются тем, что вместо нейлоновых кабельных стяжек, я использовал металлический штифт, и после замачивания в лимонной кислоте, при окончательной сборке, я стану применять именно их.
Собственно, всё – уборка закончена, далее пойдет серия фотографий с пояснениями, на которых вы увидите процесс окончательной компиляции запчастей.
За ней, я поделюсь мыслями о том, что я сделал бы иначе и видео работы увлажнителя в сборе.

Узел электроники


Провода были перепаяны. При этом, слева, вы видите гнездо для подключения вентиля торного блока.
Ультразвуковой генератор тумана
И крышка закрыта. Два нижних гнезда. Правое, выход на ультразвуковую головку, левое гнездо предназначается для подсоединения внешнего блока питания +12 вольт.
Ультразвуковой генератор тумана

Ультразвуковая головка и система поплавка


Мне пришлось обрезать штатный провод из-за его плохой гибкости и срастить его с гибкими проводниками в силиконовой оболочке. Места пайки были щедро герметизированы горячим клеем. И, обратите внимание – провод пропущен через силиконовую крышечку которой укупоривают баночки с антибиотиками.
Вы видели сквозное отверстие в офисной корзине, крышечка с проводом по ее центру будет вставлена в него, что послужит не только препятствием для выхода мелкодисперсного тумана, но и позволит извлекать весь этот узел не перекусывая проводников.
Ультразвуковой генератор тумана
А вот плавающую платформу пришлось полностью изменить. Металлический распылитель оказался тяжелым для нее и плавучесть была отрицательная.
Я взял, как вы видите пенопласт, мне повезло, это плотный пенопласт от пенопластовой же коробочки размером по ширине 24 мм и по сторонам 100 на 115 мм.
Корзиночку для ультразвуковой головки тоже пришлось заменить на целый стаканчик из-под йогурта. Распылитель был плотно вдавлен в стаканчик до дна, и паяльником, были прожжены отверстия для доступа воды внутрь этой небольшой емкости.
Вам придется экспериментальным путем выяснить плавучесть платформы, но скажу сразу – альтернативы пенопласту – нет.
Ультразвуковой генератор тумана

Тестовый прогон


В корзину налита вода, ультразвуковой узел опущен на поверхность, штекер ультразвукового узла через силиконовую крышечку прошел стенку офисной корзины насквозь. Так же вы видите, что по внутреннему периметру корзины, наклеен всё тот же герметизирующий шнур.
Ультразвуковой генератор тумана
Система на средних оборотах.
Ультразвуковой генератор тумана
Потребление системы составило на максимальных оборотах вентилятора и при внешнем источнике питания 12V — 1.92A. Без вентилятора 1.72A.
Чтобы я изменил теперь.
Во-первых – крышка, мне кажется вышла не совсем удачно. Поднимитесь вверх до картинки, на которой я показал перевернутую крышку. Будет лучше, если из цельного листа пластика, вы вырежете заготовку размеров с внутренний бортик (ступеньку) крышки. После проклейки и проверки на герметизацию, узел вентилятора можно разместить в образовавшемся месте под вращающимся клапаном крышки офисной корзины. Думаю, что там же хватило места и для другой электроники. Какой?
Например – датчика влажности. Есть модули с датчиками влажности совмещенными с реле, и после калибровки и установки модуля на влажность 40% можно будет забыть об играх с выключателем. Влажность всегда будет автоматически поддерживаться на оптимальном уровне.
Во-вторых, — система безопасности. Я догадываюсь, отчего прогорел прежний генератор тумана в пластиковом корпусе. На нем (как и на этом), в виде скобки установлен датчик емкости и вероятно, генератор тумана из-за своей легкости перекосило – датчик емкости оказался в воде, а пьезо-мембрана оказалась частью в воздухе, что и привело к перегреву всей головки. На микросхеме TTP223 выпускают компактные датчики емкости, его можно и нужно наклеить на минимальном уровне воды в корзине с внешней стороны, при котором гарантированно, эта ультразвуковая головка, пусть и тяжелая, но все равно, была бы в воде. Сам датчик, может управлять повышающим модулем, у повышающего модуля есть управляемый вход.
В-третьих, повышающий модуль может быть и дешевле, не обязательно такой, который использовал я – больше ничего под рукой не было.
Примерная стоимость всего набора:
  • — офисная корзина – 2.5 долларов.
  • — ультразвуковой распылитель – 5.6 долларов.
  • — повышающий модуль Xl6009, который может быть и другим — 0.80 долларов.
  • — турбинка – 1.43 долларов.
  • — черная коробочка 100x60x25 мм – 1.08 долларов.
  • — готовый регулятор оборотов – 1.32 долларов.

Итого: примерно 12 долларов.
Все остальное у меня было в наличии. Я считаю, что эта самоделка, не претендующая на центр праздничного стола как самовар, тем не менее, имеет все необходимые потребительские качества, которые за эти деньги, в готовом варианте скорее всего не найти.
Спасибо за внимание.
Руслан.

Смотрите видео работы


Ультразвуковой генератор

Ультразвуковой генератор 1

Радиолюбительские устройства на микросхеме КМОП 4093Устройства для звуковых и радиочастот

Некоторые птицы, а также собаки, мыши, крысы, летучие мыши и другие животные могyт слышать звуки с частотами до 40000 Гц. Схема, предложенная здесь, издает непрерывный ультразвук частотой выше воспринимаемой человеком в диапазоне между 18000 и 40000 Гц. Устройство может быть использовано для лечения собак и других животных, в биологических экспериментах и для многих других целей.

Рекомендуемый пьезодинамик отдает максимальную выходную мощность в диапазоне частот между 700 и 3000 Гц; он также будет работать на более высоких частотах, но с меньшей мощностью.

Рекомендуемые источники питания — четыре пальчиковых батарейки или одна (батарейка или аккумулятор) на 9 В. Потребляемый ток очень мал.

Схема (рис. 1) генерирует сигнал частотой от 18000 до 40000 Гц, но вы можете легко поменять этот диапазон подбором емкости конденсатора С1 или резистора R1. Диапазон номиналов емкости С1 — от 470 пФ до 0,001 мкФ, сопротивление резистора R1 можно увеличивать до 100 кОм. Верхняя граница генерируемых ИС 4093 частот — 500 кГц.

Перечень элементов приведен в таблице.

Схема может быть помещена в небольшой пластмассовый корпус. динамик закрепляется па передней панели.

Ультразвуковой генератор 1. Эта схема работает в диапазоне частот от 18 до 40 кГц
Обозначение Описание
IC1 Интегральная схема КМОП 4093
Х1 Пьезодинамик или пьезонаушник
R1 Потенциометр или подстроечный резистор, 22 кОм
R2 Резистор, 22 кОм, 0,25 Вт, 5%
С1 Пленочный или керамический конденсатор, 1200 пФ
С2 Электролитический конденсатор, 100 мкФ, 12 В
S1 Однополюсный выключатель
B1 Четыре пальчиковых батарейки (6 В) или аккумулятор (9 В)

Ультразвуковой генератор второй вариант

С помощью двух ИС 4093 можно изготовить мощный ультразвуковой генератор, как показано на рисунке. В качестве нагрузки в схеме используется пьезодинамик или пьезонаушник на десятки милливатт. Генератор работает в частотном диапазоне между 18000 и 40000 Гц.

Ультразвуковой генератор 2

Частота может варьироваться путем изменения емкости С2. Верхний предел частоты схемы — 1 МГц.

Генератор пригоден для проведения биологических экспериментов, связанных с изучением поведения животных и условий их содержания. Питание — четыре пальчиковых батарейки или батарейка/аккумулятор на 9 В. Схема потребляет всего несколько миллиампер, при этом срок службы батареек — до нескольких недель.

Последовательно с R1 можно включить переменный резистор номиналом 47 кОм, что позволит регулировать частоту в широком диапазоне.

Перечень элементов дан в таблице. В качестве громкоговорителя можно использовать высокочастотный пьезодинамик — твитер. Внутри этого компонента имеется небольшой выходной трансформатор, как показано на рисунке. Вам нужно удалить его.

Перечень элементов ультразвукового генератора 2

Обозначение Описание
IC1, IC2 Интегральная схема КМОП 4093
X1 Пьезодинамик или пьезонаушник
R1 Резистор, 27 кОм, 0,25 Вт, 5%
С1 Электролитический конденсатор, 100 мкФ, 12 В
С2 Керамический или пленочный конденсатор, 0,001 мкФ
S1 Тумблер или кнопка
B1 Четыре пальчиковых батарейки (6 В) или аккумулятор (9 В)
Трансформатор нужно удалить

Ультразвуковой генератор третий вариант

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.

Ультразвуковой генератор 3
Обозначение Описание
IC1 Интегральная схема КМОП 4093
Q1 Кремниевый n-p-n транзистор, 2N2222
Q2 Кремниевый p-n-p транзистор, 2N2907
X1 Пьезоэлектрический твитер, 4-8 Ом
S1 Однополюсный выключатель
B1 Четыре пальчиковых батарейки (6 В) или аккумулятор (9 В)
R1 Потенциометр, 47 кОм
R2 Резистор, 10 кОм, 0,25 Вт, 5%
R3 Резистор, 2,2 кОм, 0,25 Вт, 5%
С1 Керамический конденсатор, 1200 пФ
С2, С3 Электролитический конденсатор, 100 мкФ, 12 В

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

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

Схема ультразвукового генератора | для увлажнителя воздуха

Практическое использование ультразвука нашло широкое применение во многих областях человеческой деятельности. В зависимости от частоты колебаний ультразвук может разрушать, разделять, нагревать, плавить, отражаться, и при этом оставаться неслышимым для человека. Несмотря на то что ультразвуковые колебания открыты человеком очень давно, применять его начали сравнительно недавно, не считая свисток Гальтона, который с 1883 года использовался для подачи сигнала охотничьим собакам.

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.

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.

Элементы схемы ультразвукового генератора

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

Коммутируются элементы следующим образом.

Схема ультразвукового генератора

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

Принципиальная схема выглядит так.

Схема ультразвукового генератора

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

схема ультразвукового генератора на 40 КГц

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)

Схема ультразвукового табулятора

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

Схема двухконтактного усилителя

В данной схеме напряжение питания выбирается по условию Е< Uk/2.

Где Е- напряжение питания.

Uk-максимально допустимое напряжение на коллекторе (или стоке) транзистора.

Полумостовой до 300 Вт

Схема полумостового ультразвукового генератора

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< Uk.

Мостовой более 300 Вт

УЗ генератор мощностью больше 300 ватт

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 < Uk.

Сложение мощностей

Эта схема применяется для больших мощностей

Схема ультразвукового генератора

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< n*Uk.

Читайте также:

Серия мощных ультразвуковых генераторов УЗГ-5, ООО «Ультра-Резонанс»

Описание серии генераторов УЗГ-5 в .pdf

О серии

Серия мощных ультразвуковых генераторов УЗГ-5 — это ультразвуковые генераторы с номинальной мощностью от 5 кВт. В основе схемотехники этой серии ультразвуковых генераторов лежат принципы построения мощной преобразовательной техники. Применение мощных IGBT-модулей на токи до 400 А по напряжению 12‑класса в сочетании с тщательной конструкторской проработкой токоведущих элементов, дают сверхвысокую надёжность данного типа генераторов, допуская длительную работу во всех режимах нагрузки, в том числе при скачкообразном характере изменения параметров ультразвуковой колебательной системы. Запас по мощности в инверторе более 20 кВт. Цифровая система управления генератором построена на микросхемах ПЛИС и микроконтроллере. Генераторы этой серии подходят для замены морально устаревших УЗГ3-4. Узнать больше о совместимости УЗГ3-4 и УЗГ-5 Вы можете из сравнения генераторов УЗГ-5М и УЗГ3-4.

Вы можете заказать изготовление и купить УЗГ-5 — мощный ультразвуковой генератор производства компании «Ультра-резонанс».

Функции

  • АПЧ. Автоматический поиск частоты резонанса. Генератор при первом запуске сканирует весь рабочий диапазон, рассчитывает точку по частоте соответствующую механическому резонансу, впоследствии во время работы на резонансе генератор непрерывно отслеживает уход точки соответствующей резонансу.
  • Защита от короткого замыкания. При возникновении короткого замыкания на выходе или превышении заданной уставки система производит отключение генератора, которое сопровождается работой АПВ с программируемым циклом, т.е. случайные замыкания не приводят к остановке линии.
  • Защита от перегрева. Генератор имеет встроенный термодатчик на силовых элементах.
  • Вход аварийного контроля подключенной акустики.
  • Выходное напряжение возбуждения выбирается в диапазоне от 50 до 700 В, с помощью переключения отпаек согласующего трансформатора. В генераторе есть функция измерения выходного напряжения.
  • Регулирование мощности плавно во время работы осуществляется по средствам:
    — ШИМ-регулирования в инверторе – для пьезокерамической версии,
    — Регулирования тока подмагничивания.
  • Генератор может работать в режиме стабилизации заданной амплитуды колебаний ультразвукового волновода. Для этого задействован вход измерения амплитуды колебаний к которому подключается индукционный датчик.
  • Возможна работа при пониженном питающем напряжении от 220 В до 380 В.

Цифровая система управления на микроконтроллере позволяет реализовать:

  • Стабильную работу генератора на протяжении всего срока службы. Минимизировано влияние старения компонентов и температурных изменений.
  • Точность задания частоты до 1 Гц через ЦАП.
  • Пользовательский интерфейс с выводом информации на встроенный ЖК-дисплей. Всё управление генератором осуществляется через клавиатуру и дисплей. На ЖК-дисплей выводятся данные о работе ультразвуковой установки в цифровом виде и в виде шкального индикатора ( потребляемая мощность, выходное напряжение, Выходной ток, выходная частота, выходное напряжение, ток подмагничивания, температура, амплитуда колебаний, время работы установки.
  • Меню управления генератором имеет 2 категории доступа. В режиме оператора – доступен только базовый набор функций для эксплуатации генератора. В режиме наладчика становится доступными все коэффициенты регулирования и настройки.
  • Внешнее управление генератором от Компьютера через транспортный протокол RS‑485. Передача рабочих параметров на ПК (мощность, выходное напряжение, выходной ток, частота, амплитуда ультразвуковых колебаний, время работы).
  • Встроенный таймер отключения генератора, плюс выход для отключения системы охлаждения.
  • В генераторе предусмотрены управляемые выходы для управления насосом, или прочего оборудования.

Модификации

  • В шкафу настенного исполнения с защитой IP54 размерами 600*650*210 мм
  • Встраиваемое исполнение. На открытой монтажной панели.

Электрические параметры. Ультразвуковые генераторы серии УЗГ-5

Питающее напряжение, В

3х380

Выходная мощность, Вт

20…5000

Ток подмагничивания, А

0…25

Выходная частота, кГц

7…30

Выходное напряжение, В

50…800

Габариты ультразвуковых генераторов серии УЗГ-5

Обозначение

Длина, мм

Высота, мм

Ширина, мм

Масса, кг

Тип корпуса

УЗГ-5

650

600

210

30

Шкаф SAREL

УЗГ-5 ВС

450

550

200

25

Открытый корпус.

Круговой обзор генератора серии УЗГ-5

Для запуска обзора щелкните мышью по изображению:

Применение

Наши генераторы мощной серии работают в:

  • Ультразвуковая очистка. Питание ультразвуковых ванн большого объёма
  • Ультразвуковая поверхностная обработка, поверхностное упрочнение инструмента.
  • Установки для озвучивания вязких сред.
  • Ультразвуковое воздействие на процессы кристаллизации при литье алюминия.

Вы можете заказать изготовление или купить ультразвуковой генератор у нас. Закажите обратный звонок на нашем сайте и мы обязательно с Вами свяжемся. Познакомьтесь так же с сериями генераторов высокой мощности, универсальными и импульсными генераторами производства ООО «Ультра-резонанс»:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *