امیتر اولتراسونیک مولد امواج اولتراسونیک قدرتمند است. همانطور که می دانیم، فرد نمی تواند فرکانس اولتراسونیک را بشنود، اما بدن آن را احساس می کند. به عبارت دیگر، فرکانس اولتراسونیک توسط گوش انسان درک می شود، اما بخش خاصی از مغز که مسئول شنوایی است، نمی تواند این امواج صوتی را رمزگشایی کند. کسانی که در ساخت سیستم های صوتی فعالیت می کنند باید بدانند که فرکانس های بالا برای شنوایی ما بسیار ناخوشایند است، اما اگر فرکانس را به سطح بالاتری (محدوده اولتراسونیک) برسانیم، صدا از بین می رود، اما در واقع وجود دارد. مغز سعی می کند صدا را به طور ناموفق رمزگشایی کند که منجر به سردرد، حالت تهوع، استفراغ، سرگیجه و غیره می شود.

فرکانس اولتراسونیک از دیرباز در زمینه های مختلف علم و فناوری مورد استفاده قرار گرفته است. با استفاده از اولتراسوند، می توانید فلز را جوش دهید، لباس های شسته شده و موارد دیگر را انجام دهید. اولتراسوند به طور فعال برای دفع جوندگان در ماشین آلات کشاورزی استفاده می شود، زیرا بدن بسیاری از حیوانات برای برقراری ارتباط با نوع خود در محدوده اولتراسونیک سازگار است. همچنین داده هایی در مورد دفع حشرات با استفاده از ژنراتورهای اولتراسوند وجود دارد؛ بسیاری از شرکت ها چنین دافع الکترونیکی را تولید می کنند. ما به شما پیشنهاد می کنیم طبق نمودار زیر چنین وسیله ای را خودتان مونتاژ کنید:

بیایید طراحی یک تفنگ اولتراسونیک نسبتاً ساده با قدرت بالا را در نظر بگیریم. تراشه D4049 به عنوان یک تولید کننده سیگنال فرکانس اولتراسونیک عمل می کند و دارای 6 اینورتر منطقی است.

میکرو مدار را می توان با یک آنالوگ داخلی K561LN2 جایگزین کرد. تنظیم کننده 22k برای تنظیم فرکانس مورد نیاز است؛ اگر مقاومت 100k با 22k جایگزین شود و خازن 1.5nF با 2.2-3.3nF جایگزین شود، می توان آن را به محدوده قابل شنیدن کاهش داد. سیگنال های ریز مدار به آن ارسال می شود مرحله خروجی، که تنها بر روی 4 ساخته شده است ترانزیستورهای دوقطبیتوان متوسط انتخاب ترانزیستورها حیاتی نیست، نکته اصلی این است که جفت های مکمل را انتخاب کنید که از نظر پارامترها تا حد ممکن نزدیک باشند.

به معنای واقعی کلمه هر سر HF با توان 5 وات یا بیشتر می تواند به عنوان رادیاتور استفاده شود. از فضای داخلی داخلی، می توانید از سرهایی مانند 5GDV-6، 10GDV-4، 10GDV-6 استفاده کنید. چنین سرهای HF را می توان در سیستم های بلندگوتولید شده در اتحاد جماهیر شوروی

تنها چیزی که باقی می ماند این است که همه چیز را در بدن مرتب کنیم. برای هدایت سیگنال اولتراسونیک، باید از یک بازتابنده فلزی استفاده کنید.

اولتراسوند امواج صوتی الاستیک است که برای انسان غیرقابل شنیدن است و فرکانس آن بیش از 20 کیلوهرتز است. مرسوم است که بین ارتعاشات اولتراسونیک با فرکانس پایین (20...100 کیلوهرتز)، فرکانس متوسط ​​(0.1...10 مگاهرتز) و فرکانس بالا (بیش از 10 مگاهرتز) تمایز قائل شوند. با وجود کیلو مگاهرتز، امواج اولتراسونیک را نباید با امواج رادیویی و فرکانس های رادیویی اشتباه گرفت. اینها چیزهای کاملاً متفاوتی هستند!

سونوگرافی با ماهیت فیزیکی خود هیچ تفاوتی با صدای شنیداری معمولی ندارد. مرز فرکانس بین صدا و امواج مافوق صوت دلخواه است؛ این مرز توسط ویژگی های ذهنی شنوایی انسان تعیین می شود. برای مرجع، ارتعاشات با فرکانس بالا توسط حیوانات (از جمله حیوانات اهلی) به خوبی احساس می شود، و برای خفاش ها و دلفین ها حیاتی هستند.

اولتراسوند به دلیل طول موج کوتاهش در مایعات و جامدات به خوبی حرکت می کند. به عنوان مثال، امواج اولتراسونیک در آب تقریباً 1000 برابر کمتر از هوا ضعیف می شود. این منجر به زمینه های اصلی کاربرد آنها می شود: سونار، آزمایش غیر مخرب محصولات، "دید صوت"، آکوستیک مولکولی و کوانتومی.

برای تولید ارتعاشات اولتراسونیک، از انواع تابش کننده های زیر (مبدل اولتراسونیک) استفاده می شود:

پیزوسرامیک (پیزو)؛

الکترواستاتیک؛

الکترومغناطیسی.

برای آخرین گزینهحتی بلندگوهای معمولی صوتی با فرکانس بالا (به زبان عامیانه "تویتر") مناسب هستند که کارایی کافی برای تولید سیگنال در محدوده فراصوت نزدیک به 20 تا 40 کیلوهرتز دارند.

فرستنده های اولتراسونیک پیزوسرامیک (جدول 2.10) معمولاً به صورت جفت با گیرنده های پیزو با فرکانس مطابقت دارند. پارامترهای معمولی "پشت سر هم اولتراسونیک": فرکانس تشدید 37...45 کیلوهرتز، سطح فشار صدا در فاصله 30 سانتی متر - 95...105 دسی بل (A)، ولتاژ کاری 12...60 ولت، ظرفیت خازنی 1000. ..3000 pF، امپدانس خروجی فرستنده 200...500 اهم، امپدانس ورودی گیرنده 10…30 کیلو اهم.

جدول 2.10. پارامترهای ساطع کننده اولتراسونیک

توصیه می شود پالس های تک قطبی، بلکه چند قطبی را روی صفحات تابش کننده های پیزو اولتراسونیک اعمال کنید، یعنی. در طول مکث، ولتاژی با قطبیت معکوس ایجاد کنید. این به تخلیه سریع ظرفیت قطره چکان معادل و افزایش عملکرد کمک می کند.

در شکل 2.53، a...l نمودارهایی برای اتصال فرستنده های اولتراسونیک به MK را نشان می دهد. برای تولید پالس های چند قطبی، پل های ترانزیستوری و ترانسفورماتورهای ایزوله به طور گسترده ای استفاده می شوند. اگر فرکانس تولید را کاهش دهید، مدارهای داده شده "یک به یک" برای محدوده قابل شنیدن، یعنی. برای ساطع کننده های صدای پیزوسرامیک که قبلاً مورد بحث قرار گرفت.

برنج. 2.53. نمودارهای اتصال امیتر اولتراسونیک به MK (ابتدا):

الف) صاف کردن شکل سیگنال ارائه شده به فرستنده اولتراسونیک BQ1 با استفاده از سلف L1. مقاومت R1 دامنه را تنظیم می کند.

ب) ترانزیستورهای VT1، VT2 به طور متناوب با پالس های کوتاه از MK باز می شوند. برای اطمینان، باید ترانزیستورهایی با جریان کلکتور مجاز زیاد انتخاب کنید تا با مقاومت اهمی کم سلف L1 خراب نشوند.

ج) خازن C1 سیگنال را متمایز می کند و جزء DC را حذف می کند، که به شما امکان می دهد امیتر پیزو اولتراسونیک BQ1 را به منبع برق دوقطبی متصل کنید.

د) فرستنده و گیرنده اولتراسونیک کم توان. تقسیم کننده R1, R2 نقطه عملکرد ADC MK را هنگام دریافت سیگنال و دامنه پالس های خروجی هنگام ارسال سیگنال را تعیین می کند.

ه) فرستنده و گیرنده فاصله یاب اولتراسونیک. فرکانس پالس 36...465 کیلوهرتز، ولتاژ در امیتر BQ1 50...100 ولت (حداکثر توسط خازن C3 انتخاب می شود). دیودهای VD1، VD2 سیگنال را به گیرنده محدود می کنند. ترانسفورماتور 77 شامل 15 دور سیم PEV-0.3 در سیم پیچ I و II و 100...200 پیچ PEV-0.08 در سیم پیچ III (حلقه M2000HM K10x6x5) می باشد. در باره

درباره شکل 2.53. نمودارهای اتصال امیتر اولتراسونیک به MK (ادامه):

و) استفاده از تراشه منطقی DD1 باز شدن همزمان ترانزیستورهای یک بازو را در سخت افزار حذف می کند. نویز پالسی که در مدار قدرت به دلیل سوئیچینگ غیرهمزمان اینورترهای DD1.l...DD13 و انتشار مشخصات جریان-ولتاژ ترانزیستورها ایجاد می شود توسط فیلتر L /, C1 حذف می شود. دیودهای VD1... VD4 در صورت تعویض بلندگوی صوتی HF BA1 (10GD-35, 6GD-13, 6GDV-4) با امیتر پیزو اولتراسونیک قوی تر نصب می شوند.

g) افزایش قدرت امیتر BQ1 با استفاده از دوبرابر ولتاژ روی تراشه DD1 و افزایش منبع تغذیه +9...+ 12 ولت. ترانزیستور VT1 با سطوح منطقی مطابقت دارد.

h) افزایش دامنه ولتاژ در امیتر BQJ به دلیل افزایش ولتاژ تغذیه +9 ولت و انباشت انرژی در سلف L1 رخ می دهد.

و) ترانزیستورهای اثر میدانی K77، VT2 (جایگزین برای IRF7831) تلفات انرژی را در هنگام سوئیچینگ کاهش می دهد. مقاومت های R1، R2 از باز شدن ترانزیستورها هنگام راه اندازی مجدد MK جلوگیری می کنند. در باره

درباره شکل 2.53. نمودارهای اتصال امیتر اولتراسونیک به MK (انتها):

ی) اکولوکاتور اولتراسونیک در فرکانس 40 کیلوهرتز کار می کند و پالس هایی با مدت زمان 0.4 میلی ثانیه تولید می کند. دامنه سیگنال در امیتر پیزو BQ1 (Murata) به 160 ولت می رسد. اندوکتانس سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور T1، همراه با ظرفیت امیتر پیزو BQ1، یک مدار نوسانی را تشکیل می دهد که با فرکانس نزدیک به 40 کیلوهرتز تنظیم شده است. اندوکتانس سیم پیچ اولیهترانسفورماتور T1 - 7.1 MK H، ثانویه - 146 MK H، ضریب کیفیت Q > 80;

ک) هیدرویونایزر اولتراسونیک در فرکانس 1.8 … 2 مگاهرتز کار می کند. ترانسفورماتور T1 روی سه هسته 50BH K20x 10x5 پیچیده شده است. سیم پیچ های I و II هر کدام شامل 4 دور سیم PEV-0.3 است که در سه تا شده است، سیم پیچ III حاوی 12 پیچ سیم PEV-0.3 است. کویل L1 شامل 5 دور سیم PEV-0.8 روی سنبه به قطر 8 میلی متر با گام 1 میلی متر است. قطر قطره چکان BQ1 30 میلی متر است (پیزوسرامیک PZT). مقاومت R1 نوسانات ولتاژ در تخلیه VT1 را کاهش می دهد.

امیتر اولتراسونیک مولد امواج اولتراسونیک قدرتمند است. همانطور که می دانیم، فرد نمی تواند فرکانس اولتراسونیک را بشنود، اما بدن آن را احساس می کند. به عبارت دیگر، فرکانس اولتراسونیک توسط گوش انسان درک می شود، اما بخش خاصی از مغز که مسئول شنوایی است، نمی تواند این امواج صوتی را رمزگشایی کند. کسانی که در ساخت سیستم های صوتی فعالیت می کنند باید بدانند که فرکانس های بالا برای شنوایی ما بسیار ناخوشایند است، اما اگر فرکانس را به سطح بالاتری (محدوده اولتراسونیک) برسانیم، صدا از بین می رود، اما در واقع وجود دارد. مغز سعی می کند صدا را به طور ناموفق رمزگشایی کند که منجر به سردرد، حالت تهوع، استفراغ، سرگیجه و غیره می شود.

فرکانس اولتراسونیک از دیرباز در زمینه های مختلف علم و فناوری مورد استفاده قرار گرفته است. با استفاده از اولتراسوند، می توانید فلز را جوش دهید، لباس های شسته شده و موارد دیگر را انجام دهید. اولتراسوند به طور فعال برای دفع جوندگان در ماشین آلات کشاورزی استفاده می شود، زیرا بدن بسیاری از حیوانات برای برقراری ارتباط با نوع خود در محدوده اولتراسونیک سازگار است. همچنین داده هایی در مورد دفع حشرات با استفاده از ژنراتورهای اولتراسوند وجود دارد؛ بسیاری از شرکت ها چنین دافع الکترونیکی را تولید می کنند. ما به شما پیشنهاد می کنیم طبق نمودار زیر چنین وسیله ای را خودتان مونتاژ کنید:

بیایید طراحی یک تفنگ اولتراسونیک نسبتاً ساده با قدرت بالا را در نظر بگیریم. تراشه D4049 به عنوان یک تولید کننده سیگنال فرکانس اولتراسونیک عمل می کند و دارای 6 اینورتر منطقی است.

میکرو مدار را می توان با یک آنالوگ داخلی K561LN2 جایگزین کرد. تنظیم کننده 22k برای تنظیم فرکانس مورد نیاز است؛ اگر مقاومت 100k با 22k جایگزین شود و خازن 1.5nF با 2.2-3.3nF جایگزین شود، می توان آن را به محدوده قابل شنیدن کاهش داد. سیگنال های ریز مدار به مرحله خروجی که تنها بر روی 4 ترانزیستور دوقطبی با توان متوسط ​​ساخته شده است، عرضه می شود. انتخاب ترانزیستورها حیاتی نیست، نکته اصلی این است که جفت های مکمل را انتخاب کنید که از نظر پارامترها تا حد ممکن نزدیک باشند.

به معنای واقعی کلمه هر سر HF با توان 5 وات یا بیشتر می تواند به عنوان رادیاتور استفاده شود. از فضای داخلی داخلی، می توانید از سرهایی مانند 5GDV-6، 10GDV-4، 10GDV-6 استفاده کنید. چنین سرهای HF را می توان در سیستم های صوتی تولید شده در اتحاد جماهیر شوروی یافت.

تنها چیزی که باقی می ماند این است که همه چیز را در بدن مرتب کنیم. برای هدایت سیگنال اولتراسونیک، باید از یک بازتابنده فلزی استفاده کنید.

اسلحه اولتراسونیک ارتقا یافته "IGLA-M"

سونوگرافی - این امواج الاستیک با فرکانس بالا هستند. به طور معمول، محدوده اولتراسونیک محدوده فرکانسی از 20000 تا چند میلیارد هرتز در نظر گرفته می شود. در حال حاضر سونوگرافی به طور گسترده ای در روش های مختلف فیزیکی و تکنولوژیکی استفاده می شود. این واقعیت که اولتراسوند به طور فعال بر اشیاء بیولوژیکی تأثیر می گذارد (به عنوان مثال، باکتری ها را می کشد) بیش از 70 سال است که شناخته شده است. تجهیزات الکترونیکی با پرتو اولتراسوند اسکن کننده در جراحی مغز و اعصاب برای غیرفعال کردن نواحی منفرد مغز با پرتوی قدرتمند و متمرکز با فرکانس بالا استفاده می شود. ارتعاشات با فرکانس بالا باعث گرم شدن داخلی بافت ها می شود.

هنوز بحث هایی در مورد تأثیر فیزیکی ارتعاشات اولتراسونیک بر روی سلول و حتی در مورد اختلال احتمالی ساختارهای DNA وجود دارد. علاوه بر این، اطلاعاتی وجود دارد که در سطح میکرو - نه در سطح ساختار بدن، بلکه در سطحی ظریف تر - قرار گرفتن در معرض اولتراسونیک مضر است.

سونوگرافی را می توان از منابع مکانیکی، الکترومغناطیسی و حرارتی به دست آورد. امیترهای مکانیکی معمولاً انواع مختلفی از آژیرهای متناوب هستند. آنها ارتعاشاتی را با قدرت چند کیلووات در فرکانس تا 40 کیلوهرتز در هوا منتشر می کنند. امواج مافوق صوت در مایعات و جامدات معمولاً توسط مبدل های الکتروآکوستیک، مغناطیسی و پیزوالکتریک تحریک می شوند.

این صنعت مدت هاست که دستگاه هایی را برایاثرات اولتراسونیک بر روی حیوانات، به عنوان مثال:

هدف

دافع سگ مینیاتوری یک وسیله الکترونیکی پوشیدنی است (که در محفظه مینی چراغ قوه مونتاژ شده است) که ارتعاشات اولتراسونیک را منتشر می کند که برای سگ ها قابل شنیدن است و برای انسان قابل درک نیست.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

این دستگاه برای محافظت در برابر حملات سگ طراحی شده است: تشعشعات مافوق صوت با قدرت خاصی معمولاً سگ مهاجم را در فاصله 3 تا 5 متری متوقف می کند یا آن را به پرواز در می آورد. بیشترین تأثیر در هنگام اقدام بر روی سگ های ولگرد پرخاشگر حاصل می شود.

مشخصات فنی

• ولتاژ تغذیه (1 باتری نوع 6F22 (KRONA))، V 9
• مصرف فعلی، نه بیشتر، A 0.15
• وزن با باتری، نه بیشتر، گرم 90

همانطور که می دانید، این یک اسباب بازی ضعیف است، اما ما دستگاه را بسیار قدرتمندتر خواهیم کرد! با ادامه آزمایشات با سونوگرافی ()، تعدادی پیشرفت و بهبود جالب انجام شد. این یک روش انقلابی برای تأثیرگذاری بر یک موجود زنده (به طور طبیعی منفی) با دو دستگاه اولتراسونیک استساطع کننده با فرکانس اختلاف چند هرتز. یعنی فرکانس یک امیتر مثلا 20000 هرتز و دیگری 20010 هرتز است. در نتیجه، دراشعه مافوق صوت روی هم قرار می گیردصدا، که تا حد زیادی اثر مخرب را افزایش می دهد!

مدار استاندارد است، ژنراتور روی CD4069 + آمپلی فایر روشن است سه N-P-Nترانزیستورها منبع تغذیه حداقل 12 ولت، با جریان حداکثر 1 آمپر است.

برای تقویت جلوه جهت، از تشدید کننده های استوانه ای صدا استفاده می کنیم. نقش آنها را یک لوله معمولی نیکل اندود از یک جاروبرقی ایفا می کند.فقط جاروبرقی را خراب نکنید، لوله به طور جداگانه در بازار یا در فروشگاه لوازم یدکی فروخته می شود.

ما دو قطعه را به طول آزمایشی تعیین شده (حدود چند سانتی متر) برش می دهیم و آنها را به سرهای RF مانند 5GDV-4 یا هر چیز دیگری وصل می کنیم. می توانید یک نازل دوتایی برای لوله اگزوز ماشین بخرید ، نصب بسیار راحت تر است و تأثیر آن حتی بهتر خواهد بود.

بلندگوهای فرکانس بالا را داخل آن قرار می دهیم و برد را با باتری در پشت نصب می کنیم.

مبدل مافوق صوت غوطه ور وسیله ای است که برای انتقال ارتعاشات اولتراسونیک به یک محیط مایع طراحی شده است که حاوی یک محفظه مهر و موم شده با یک دیافراگم است که بخشی از سطح این محفظه است که درون آن قطره چکان ها و الکترودهای پیزوالکتریک قرار گرفته و به دیافراگم ثابت می شوند. به طور الکتریکی به یک کابل فرکانس بالا متصل می شوند که برای تامین تابش های پیزوالکتریک ولتاژ الکتریکی با فرکانس بالا از یک ژنراتور فرکانس اولتراسونیک استفاده می شود.

برای تحریک حفره اولتراسونیک در یک محیط تمیز کننده مایع استفاده می شود که فرآیندهای تمیز کردن قطعات از آلاینده ها را تشدید می کند. مورد استفاده در حمام های التراسونیک با حجم بیش از 50 لیتر.

شکل 1 مبدل شناور
در U.Z. حمام

ساختار مبدل شناور اولتراسونیک به صورت شماتیک در شکل 1 نشان داده شده است.

ژنراتور به شبکه 220 ولت 50 هرتز متصل است و فرکانس ولتاژ را به 25000 هرتز (25 کیلوهرتز) یا 35 کیلوهرتز تبدیل می کند. بسته به طراحی مبدل شناور.

ولتاژ فرکانس بالا از طریق یک کابل به محفظه مهر و موم شده مبدل ساخته شده از فولاد ضد زنگ وارد می شود که در داخل آن قطره چکان های پیزوالکتریک نصب شده و به صورت موازی متصل می شوند.

شکل 2 طراحی یک امیتر پیزوالکتریک

امیتر پیزوالکتریک جزء اصلی مبدل اولتراسونیک غوطه ور است. ساختار این امیتر در شکل 2 نشان داده شده است.

قطره چکان دارای دو صفحه پیزوالکتریک (پیزو المنت) است که بین دو صفحه فلزی قرار گرفته است: یکی فولادی که در قسمت پشتی قرار دارد و دیگری آلومینیومی در سمت جلو.

پیزوالمان ها با استفاده از یک پیچ مرکزی با آسترها به یک تکه کشیده می شوند. یک ولتاژ فرکانس بالا به الکترود مرکزی که بین پیزوالمان ها قرار دارد اعمال می شود.

ساطع کننده پیزوالکتریک انرژی الکتریکی را به ارتعاشات مکانیکی با فرکانس بالا تبدیل می کند که به دیافراگم مبدل غوطه ور منتقل می شود و از آنجا این ارتعاشات به مایع شستشو منتقل می شود.

تعداد ساطع کننده های پیزوالکتریک در یک مبدل اولتراسونیک غوطه ور می تواند از 4 تا 11 یا بیشتر متغیر باشد.

قطره چکان های پیزوالکتریک با استفاده از اتصال چسب به دیافراگم ثابت می شوند.

شکل 3 مبدل شناور

نمای کلی مبدل غوطه ور اولتراسونیک با برش جزئی جلد پشتیدر شکل 3 نشان داده شده است. مشاهده می شود که قطره چکان های پیزوالکتریک در چندین ردیف، دو تا در هر ردیف قرار گرفته اند.

مبدل‌های مافوق صوت شناور را می‌توان هم در حمام‌های تمیزکننده اولتراسونیک که مخصوص آن‌ها طراحی شده است و هم در حمام‌هایی که قبلاً در دسترس مشتری است، استفاده کرد. راحتی این مبدل ها این است که به راحتی در قسمت های مختلف ولوم حمام نصب می شوند.

بر خلاف مبدل‌های اولتراسونیک که محکم به حمام تمیزکننده در پایین یا کناره متصل هستند، مبدل‌های شناور را می‌توان در عرض چند دقیقه تعویض کرد.

ژنراتور برای تغذیه مبدل های شناور با ولتاژ فرکانس بالا را می توان از حمام اولتراسونیک در فاصله حداکثر 6 متر قرار داد.

روش‌های نصب مبدل‌های شناور در حمام تمیزکننده اولتراسونیک

مبدل های غوطه وری را می توان به سه روش مختلف در حمام های تمیز قرار داد:

1. قرار دادن مبدل در پایین حمام؛
2. آویزان شدن به دیوار وان؛
3. با نصب مبدل بر روی دیوار حمام.

شکل 4 قرار دادن مبدل در حمام اولتراسونیک

دو روش اول نیازی به ایجاد سوراخ در دیواره وان ندارد.

برخی از انواع نصب مبدل شناور در حمام تمیز کننده اولتراسونیک در شکل 4 نشان داده شده است.

هنگام قرار دادن مبدل در پایین حمام، لازم است ارتفاع لایه محلول شستشو در بالای دیافراگم مبدل را در نظر بگیرید.

شما باید تلاش کنید که ارتفاع این لایه مضربی از نیمی از طول موج ارتعاشات اولتراسونیک باشد که توسط مبدل شناور به محلول شستشو منتقل می شود.

در این حالت به دلیل انعکاس امواج ارتعاشی اولتراسونیک از سطح مشترک آب و هوا، ناحیه ای از امواج ایستاده در محلول تمیزکننده ایجاد می شود (پدیده طنین). هنگامی که امواج اولتراسونیک در یک مایع طنین انداز می شود، راندمان تمیز کردن اولتراسونیک کمی بالاتر است.

به عنوان مثال، ارتفاع بهینه این لایه را برای یک مبدل شناور خاص تعیین می کنیم.

مشخص است که سرعت صوت در آب 1485 متر بر ثانیه است. طول موج ارتعاشات اولتراسونیک برابر است با سرعت صوت تقسیم بر فرکانس این ارتعاشات.

بیایید فرض کنیم که ما یک فرکانس مافوق صوت شناور داریم که فرکانس نوسان دیافراگم آن 25000 هرتز (25 کیلوهرتز) است. طول موج در این حالت 0.0594 متر خواهد بود. نیمی از طول موج 0.0297 متر یا 2.97 سانتی متر است. ارتفاع بهینه مایع در این حالت بالای سطح مبدل غوطه ور باید 2.97 سانتی متر x n باشد که n هر عدد صحیح مثبت باشد.

شکل 5 امواج ایستادهدر حمام اولتراسونیک

به عنوان مثال برای n=40 ارتفاع بهینه سطح محلول شستشو از سطح مبدل غوطه ور 2.97x40=118.8 سانتی متر خواهد بود.مورد فوق در شکل 5 نشان داده شده است.

قرار دادن مبدل های مافوق صوت غوطه ور بر روی دیواره های حمام زمانی توصیه می شود که عمق آن بیش از دو برابر کمتر از عرض یا طول آن باشد. در این حالت، مبدل ها را می توان روی یک دیوار حمام یا روی دیوارهای مقابل آن قرار داد.

در این ویدئو قرار دادن مبدل های شناور بر روی دیواره های جانبی حمام و عملکرد مبدل های مافوق صوت شناور در قسمت پایین حمام نشان داده شده است.

مبدل های شناور در حال عمل

انتخاب فرکانس بهینه برای مبدل شناور

هنگامی که ارتعاشات اولتراسونیک در یک مایع منتشر می شود، پدیده ای به نام کاویتاسیون رخ می دهد که به معنای ایجاد حفره های حفره ای در مایع در فاز نادری موج صوتی و متعاقب آن فروپاشی آن در فاز فشرده سازی است.

Fig.6 اثر فرکانس بر روی کاویتاسیون اولتراسوند

رفتار حفره های کاویتاسیون هنگام تغییر فرکانس نوسان در نمودار شکل 6 نشان داده شده است.

محور y در سمت چپ مقدار انرژی آزاد شده در هنگام فروپاشی یک حفره کاویتاسیون (انرژی کاویتاسیون) را نشان می دهد و محور y در سمت راست تعداد حفره های کاویتاسیون را در واحد حجم مایع نشان می دهد.

همانطور که از نمودار مشاهده می شود، با افزایش فرکانس ارتعاشات اولتراسونیک، تعداد حفره های کاویتاسیون در مایع افزایش می یابد و انرژی کاویتاسیون کاهش می یابد.

با کاهش فرکانس ارتعاشات اولتراسونیک، تعداد حفره های کاویتاسیون در مایع کاهش می یابد و انرژی کاویتاسیون افزایش می یابد.

علاوه بر این، برای هر فرکانس ارتعاشات اولتراسونیک، حاصلضرب انرژی آزاد شده توسط حفره کاویتاسیون به تعداد این حباب‌ها در مایع، مقدار ثابتی است که تقریباً برابر با انرژی منتقل شده به مایع توسط مبدل شناور اولتراسونیک است.

تأثیر فرکانس ارتعاشات اولتراسونیک بر تعداد حفره های حفره به طور مفصل در وب سایت مورد بحث قرار گرفته است.

برای تمرین، مهم است که تعداد حفره های کاویتاسیون تا حد امکان زیاد باشد، اما در عین حال انرژی کاویتاسیون باید برای حذف آلاینده ها کافی باشد. بنابراین، برای تمیز کردن قطعات از آلاینده‌هایی که به طور سست به سطح چسبیده‌اند (چربی‌ها، روغن‌ها)، باید از مبدل‌هایی با فرکانس 35-40 کیلوهرتز و برای تمیز کردن قطعات از آلاینده‌هایی که به طور محکم به سطح متصل هستند (خمیرهای پولیش، لاک و لایه‌های پلیمری) استفاده شود. ) از مبدل های شناور با فرکانس 35-40 کیلوهرتز استفاده شود فرکانس پایین 20-25 کیلوهرتز.

تصویر را تغییر دهید

شکل 7 حمام اولتراسونیک با مبدل های فرکانس های مختلف

اکثر راه حل بهینهایجاد شرایطی است که تعداد حفره های کاویتاسیون زیاد باشد و در عین حال انرژی کاویتاسیون نیز زیاد باشد.

همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است، این شرایط در یک حمام تمیز کننده اولتراسونیک با مبدل های شناور واقع در دیواره های آن اجرا می شود. اگر مکان نما را به این شکل حرکت دهید، گزینه دیگری برای مکان مبدل های شناور قابل مشاهده است.

در این حالت از دو مبدل با فرکانس های نوسان متفاوت 25 و 35 کیلوهرتز استفاده می شود. یک مبدل با فرکانس 35 کیلوهرتز ایجاد مایع شستشو در حجم را تضمین می کند بیشترحفره های کاویتاسیون و مبدل با فرکانس 25 کیلوهرتز انرژی کاویتاسیون این حفره ها را افزایش می دهد.

تعداد بهینه مبدل های غوطه وری برای حمام تمیز کردن

هنگام تعیین تعداد مبدل های شناور مورد نیاز، باید از این واقعیت استفاده کرد که حداکثر بازده تمیز کردن اولتراسونیک با توان اولتراسونیک 10 ... 30 وات در هر لیتر حجم حمام به دست می آید.

به عنوان مثال، برای یک وان حمام با حجم 50 لیتر، دو مبدل از مدل PP25.8 کافی است (جدول زیر را ببینید).

برای حمام های تمیز کننده اولتراسونیک با حجم بالا، به عنوان مثال، بیش از 250 لیتر، نتایج رضایت بخشی با قدرت اولتراسونیک 4.5 وات در هر 1 لیتر حجم حمام به دست می آید. به عنوان مثال، برای یک حمام با حجم 1000 لیتر، 11 مبدل مدل PP25.8 کافی است.

در حال حاضر، طرح های بسیاری از مبدل های شناور اولتراسونیک در بازار داخلی وجود دارد.

جدول نشان می دهد مشخصات فنیمبدل های مافوق صوت غوطه ور از TNC Tekhnosonic LLC (مسکو).

این مقاله به طور کامل به تمام جنبه های طراحی و استفاده از مبدل های مافوق صوت غوطه ور نمی پردازد. با این حال، مطالب ارائه شده ممکن است برای متخصصانی که برای اولین بار با وظایف انتخاب خاصی روبرو هستند مفید باشد. گزینه بهینهحمام اولتراسونیک برای تمیز کردن محصولات