ตัวปล่อยคลื่นอัลตราโซนิคคือเครื่องกำเนิดคลื่นอัลตราโซนิกอันทรงพลัง ดังที่เราทราบ บุคคลไม่สามารถได้ยินความถี่ล้ำเสียง แต่ร่างกายจะรู้สึกได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง หูของมนุษย์รับรู้ความถี่ล้ำเสียง แต่สมองบางส่วนที่รับผิดชอบในการได้ยินไม่สามารถถอดรหัสคลื่นเสียงเหล่านี้ได้ ผู้ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างระบบเสียงควรรู้ว่าความถี่สูงเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์ต่อการได้ยินของเรา แต่ถ้าเราเพิ่มความถี่ให้สูงขึ้นไปอีก (ช่วงอัลตราโซนิค) เสียงจะหายไป แต่ในความเป็นจริงแล้วเสียงนั้นอยู่ที่นั่น สมองจะพยายามถอดรหัสเสียงไม่สำเร็จ ส่งผลให้ปวดศีรษะ คลื่นไส้ อาเจียน เวียนศีรษะ เป็นต้น

ความถี่อัลตราโซนิกมีการใช้กันมานานในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่างๆ การใช้อัลตราซาวนด์ทำให้คุณสามารถเชื่อมโลหะ ซักผ้า และอื่นๆ อีกมากมาย อัลตราซาวนด์ถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันเพื่อขับไล่สัตว์ฟันแทะในเครื่องจักรกลการเกษตร เนื่องจากร่างกายของสัตว์หลายชนิดได้รับการดัดแปลงเพื่อสื่อสารกับชนิดของพวกมันในช่วงอัลตราโซนิก นอกจากนี้ยังมีข้อมูลเกี่ยวกับการไล่แมลงโดยใช้เครื่องกำเนิดอัลตราซาวนด์ หลายบริษัทผลิตเครื่องไล่แมลงแบบอิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าว เราขอแนะนำให้คุณประกอบอุปกรณ์ดังกล่าวด้วยตัวเองตามแผนภาพด้านล่าง:

ลองพิจารณาการออกแบบปืนอัลตราโซนิกกำลังสูงที่ค่อนข้างเรียบง่าย ชิป D4049 ทำงานเป็นเครื่องกำเนิดสัญญาณความถี่อัลตราโซนิค โดยมีอินเวอร์เตอร์ลอจิก 6 ตัว

สามารถเปลี่ยนไมโครวงจรได้ด้วยอะนาล็อกในประเทศ K561LN2 จำเป็นต้องใช้ตัวควบคุม 22k เพื่อปรับความถี่ โดยสามารถลดลงเหลือช่วงเสียงได้หากแทนที่ตัวต้านทาน 100k ด้วย 22k และแทนที่ตัวเก็บประจุ 1.5nF ด้วย 2.2-3.3nF สัญญาณจากไมโครวงจรจะถูกส่งไปยัง ขั้นตอนการส่งออกซึ่งสร้างขึ้นเพียง 4 แห่งเท่านั้น ทรานซิสเตอร์สองขั้วกำลังเฉลี่ย การเลือกทรานซิสเตอร์ไม่สำคัญสิ่งสำคัญคือการเลือกคู่เสริมที่ใกล้เคียงที่สุดในแง่ของพารามิเตอร์

แท้จริงแล้วหัว HF ใด ๆ ที่มีกำลัง 5 วัตต์ขึ้นไปสามารถใช้เป็นหม้อน้ำได้ จากการตกแต่งภายในคุณสามารถใช้หัวเช่น 5GDV-6, 10GDV-4, 10GDV-6 หัว HF ดังกล่าวสามารถพบได้ใน ระบบลำโพงผลิตในสหภาพโซเวียต

สิ่งที่เหลืออยู่คือการจัดเรียงทุกอย่างเข้าไปในร่างกาย หากต้องการส่งสัญญาณอัลตราโซนิก คุณต้องใช้ตัวสะท้อนแสงที่เป็นโลหะ

อัลตราซาวนด์เป็นคลื่นอะคูสติกยืดหยุ่น ซึ่งมนุษย์ไม่ได้ยิน ซึ่งมีความถี่เกิน 20 kHz เป็นเรื่องปกติที่จะแยกแยะระหว่างการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกความถี่ต่ำ (20...100 kHz) ความถี่กลาง (0.1...10 MHz) และความถี่สูง (มากกว่า 10 MHz) แม้จะมีกิโลเมกะเฮิรตซ์ แต่คลื่นอัลตราโซนิคก็ไม่ควรสับสนกับคลื่นวิทยุและความถี่วิทยุ สิ่งเหล่านี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิง!

โดยธรรมชาติแล้ว อัลตราซาวนด์ก็ไม่ต่างจากเสียงปกติ ขอบเขตความถี่ระหว่างเสียงและคลื่นอัลตราโซนิกนั้นขึ้นอยู่กับอำเภอใจซึ่งถูกกำหนดโดยคุณสมบัติส่วนตัวของการได้ยินของมนุษย์ สำหรับการอ้างอิง สัตว์ต่างๆ (รวมถึงสัตว์เลี้ยงในบ้านด้วย) รู้สึกถึงการสั่นสะเทือนความถี่สูงได้ดี และสำหรับค้างคาวและโลมา สิ่งเหล่านั้นมีความสำคัญ

อัลตราซาวนด์เนื่องจากมีความยาวคลื่นสั้นจึงเดินทางได้ดีในของเหลวและของแข็ง ตัวอย่างเช่น คลื่นอัลตราโซนิกในน้ำจะถูกลดทอนลงน้อยกว่าในอากาศประมาณ 1,000 เท่า สิ่งนี้นำไปสู่ขอบเขตการใช้งานหลัก: โซนาร์ การทดสอบผลิตภัณฑ์โดยไม่ทำลาย "การมองเห็นด้วยเสียง" เสียงโมเลกุลและควอนตัม

ในการสร้างการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิก มีการใช้ตัวปล่อยประเภทต่อไปนี้ (ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิก):

เพียโซเซรามิก (เพียโซ);

ไฟฟ้าสถิต;

แม่เหล็กไฟฟ้า

สำหรับ ตัวเลือกสุดท้ายแม้แต่ลำโพงเสียงความถี่สูงธรรมดา (ในคำสแลง "ทวีตเตอร์") ก็เหมาะสม ซึ่งมีประสิทธิภาพเพียงพอในการสร้างสัญญาณในช่วงอัลตราโซนิคใกล้ 20...40 kHz

ตามกฎแล้วตัวปล่อยอัลตราโซนิก Piezoceramic (ตาราง 2.10) จะถูกผลิตขึ้นเป็นคู่กับตัวรับ Piezo ที่จับคู่ความถี่ พารามิเตอร์ทั่วไปของ "อัลตราโซนิกตีคู่": ความถี่เรโซแนนซ์ 37...45 kHz ระดับความดันเสียงที่ระยะ 30 ซม. - 95...105 dB(A) แรงดันไฟฟ้าขณะใช้งาน 12...60 V ความจุไฟฟ้า 1000 ..3000 pF, อิมพีแดนซ์เอาต์พุตตัวส่งสัญญาณ 200...500 โอห์ม, อิมพีแดนซ์อินพุตตัวรับ 10…30 kOhm

ตารางที่ 2.10. พารามิเตอร์ของตัวปล่อยอัลตราโซนิก

ขอแนะนำให้ใช้พัลส์แบบหลายขั้วไม่ใช่แบบ Unipolar กับแผ่นของตัวปล่อย Piezo แบบอัลตราโซนิก เช่น ในระหว่างหยุดชั่วคราว ให้สร้างแรงดันไฟฟ้าที่มีขั้วย้อนกลับ สิ่งนี้มีส่วนช่วยเร่งการปลดปล่อยความจุตัวปล่อยที่เท่ากันและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น

ในรูป ในรูป 2.53, a...l แสดงไดอะแกรมสำหรับการเชื่อมต่อตัวปล่อยอัลตราโซนิกกับ MK สะพานทรานซิสเตอร์และหม้อแปลงแยกกระแสถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างพัลส์หลายขั้ว หากคุณลดความถี่ในการสร้าง วงจรที่กำหนดจะพอดี "หนึ่งต่อหนึ่ง" สำหรับช่วงเสียง เช่น สำหรับตัวปล่อยเสียงแบบเพียโซเซรามิกที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้

ข้าว. 2.53. ไดอะแกรมสำหรับเชื่อมต่อตัวปล่อยอัลตราโซนิกกับ MK (เริ่มต้น):

ก) ปรับรูปร่างสัญญาณที่จ่ายให้กับตัวปล่อยอัลตราโซนิก BQ1 ให้เรียบโดยใช้ตัวเหนี่ยวนำ L1 ตัวต้านทาน R1 ควบคุมแอมพลิจูด

b) ทรานซิสเตอร์ VT1, VT2 เปิดสลับกันโดยมีพัลส์สั้นจาก MK เพื่อความน่าเชื่อถือ คุณควรเลือกทรานซิสเตอร์ที่มีกระแสสะสมขนาดใหญ่ที่อนุญาต เพื่อไม่ให้เกิดความล้มเหลวด้วยความต้านทานโอห์มมิกต่ำของตัวเหนี่ยวนำ L1\

c) ตัวเก็บประจุ C1 สร้างความแตกต่างของสัญญาณและกำจัดส่วนประกอบ DC ซึ่งช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อตัวปล่อย Piezo แบบอัลตราโซนิก BQ1 กับแหล่งพลังงานแบบไบโพลาร์

d) ตัวรับส่งสัญญาณอัลตราโซนิกพลังงานต่ำ ตัวแบ่ง R1, R2 กำหนดจุดปฏิบัติการของ ADC MK เมื่อรับสัญญาณและความกว้างของพัลส์เอาท์พุตเมื่อส่งสัญญาณ

e) เครื่องรับส่งสัญญาณเรนจ์ไฟนอัลตราโซนิก ความถี่พัลส์ 36...465 kHz แรงดันไฟฟ้าที่ตัวส่งสัญญาณ BQ1 50...100 V (ค่าสูงสุดถูกเลือกโดยตัวเก็บประจุ C3) ไดโอด VD1, VD2 จำกัด สัญญาณไปยังเครื่องรับ หม้อแปลงไฟฟ้า 77 ประกอบด้วยลวด PEV-0.3 15 รอบในขดลวด I และ II และ 100...200 รอบของ PEV-0.08 ในขดลวด III (วงแหวน M2000HM K10x6x5) เกี่ยวกับ

เกี่ยวกับรูป 2.53. ไดอะแกรมสำหรับเชื่อมต่อตัวปล่อยอัลตราโซนิกกับ MK (ต่อ):

f) การใช้ชิปลอจิก DD1 ช่วยลดการเปิดทรานซิสเตอร์ของแขนข้างหนึ่งพร้อมกันในฮาร์ดแวร์ สัญญาณรบกวนพัลส์ที่เกิดขึ้นในวงจรไฟฟ้าเนื่องจากการสลับอินเวอร์เตอร์ DD1.l...DD13 แบบไม่พร้อมกันและการแพร่กระจายของลักษณะแรงดันไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์จะถูกกำจัดโดยตัวกรอง L /, C1 ไดโอด VD1... มีการติดตั้ง VD4 ในกรณีที่เปลี่ยนลำโพงเสียง HF BA1 (10GD-35, 6GD-13, 6GDV-4) ด้วยตัวปล่อยเพียโซล้ำเสียงที่ทรงพลังกว่า

g) การเพิ่มพลังของตัวส่งสัญญาณ BQ1 โดยใช้ตัวเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่าบนชิป DD1 และเพิ่มแหล่งจ่ายไฟ +9...+ 12 V. ทรานซิสเตอร์ VT1 ตรงกับระดับตรรกะ

h) การเพิ่มขึ้นของแอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้าที่ตัวปล่อย BQJ เกิดขึ้นเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น +9 V และการสะสมพลังงานในตัวเหนี่ยวนำ L1\

และ) ทรานซิสเตอร์สนามผล K77, VT2 (ทดแทน IRF7831) ลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการเปลี่ยน ตัวต้านทาน R1, R2 ป้องกันไม่ให้ทรานซิสเตอร์เปิดเมื่อรีสตาร์ท MK เกี่ยวกับ

เกี่ยวกับรูป 2.53. ไดอะแกรมสำหรับเชื่อมต่อตัวปล่อยอัลตราโซนิกกับ MK (สิ้นสุด):

j) เครื่องระบุตำแหน่งสะท้อนคลื่นอัลตราโซนิกทำงานที่ความถี่ 40 kHz และสร้างพัลส์ด้วยระยะเวลา 0.4 มิลลิวินาที แอมพลิจูดของสัญญาณบนตัวปล่อย Piezo ของ BQ1 (Murata) สูงถึง 160 V ความเหนี่ยวนำของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง T1 ร่วมกับความจุของตัวส่งสัญญาณ Piezo ของ BQ1 จะสร้างวงจรออสซิลเลเตอร์ที่ปรับให้เป็นความถี่ใกล้กับ 40 kHz ตัวเหนี่ยวนำ ขดลวดปฐมภูมิหม้อแปลงไฟฟ้า T1 - 7.1 MK H, รอง - 146 MK H, ปัจจัยด้านคุณภาพ Q > 80;

k) อัลตราโซนิคไฮโดรออไนเซอร์ทำงานที่ความถี่ 1.8…2 MHz Transformer T1 ถูกพันบนคอร์ 50BH K20x 10x5 สามคอร์ ขดลวด I และ II แต่ละเส้นมีลวด PEV-0.3 จำนวน 4 รอบ พับเป็นสามรอบ ส่วนขดลวด III มีลวด PEV-0.3 จำนวน 12 รอบ คอยล์ L1 ประกอบด้วยลวด PEV-0.8 5 รอบบนแมนเดรลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม. และมีระยะห่าง 1 มม. ตัวส่งสัญญาณ BQ1 มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 มม. (PZT piezoceramics) ตัวต้านทาน R1 ช่วยลดแรงดันไฟกระชากที่ท่อระบายน้ำของ VT1

ตัวปล่อยคลื่นอัลตราโซนิคคือเครื่องกำเนิดคลื่นอัลตราโซนิกอันทรงพลัง ดังที่เราทราบ บุคคลไม่สามารถได้ยินความถี่ล้ำเสียง แต่ร่างกายจะรู้สึกได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง หูของมนุษย์รับรู้ความถี่ล้ำเสียง แต่สมองบางส่วนที่รับผิดชอบในการได้ยินไม่สามารถถอดรหัสคลื่นเสียงเหล่านี้ได้ ผู้ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างระบบเสียงควรรู้ว่าความถี่สูงเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์ต่อการได้ยินของเรา แต่ถ้าเราเพิ่มความถี่ให้สูงขึ้นไปอีก (ช่วงอัลตราโซนิค) เสียงจะหายไป แต่ในความเป็นจริงแล้วเสียงนั้นอยู่ที่นั่น สมองจะพยายามถอดรหัสเสียงไม่สำเร็จ ส่งผลให้ปวดศีรษะ คลื่นไส้ อาเจียน เวียนศีรษะ เป็นต้น

ความถี่อัลตราโซนิกมีการใช้กันมานานในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่างๆ การใช้อัลตราซาวนด์ทำให้คุณสามารถเชื่อมโลหะ ซักผ้า และอื่นๆ อีกมากมาย อัลตราซาวนด์ถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันเพื่อขับไล่สัตว์ฟันแทะในเครื่องจักรกลการเกษตร เนื่องจากร่างกายของสัตว์หลายชนิดได้รับการดัดแปลงเพื่อสื่อสารกับสัตว์ชนิดเดียวกันในช่วงอัลตราโซนิก นอกจากนี้ยังมีข้อมูลเกี่ยวกับการไล่แมลงโดยใช้เครื่องกำเนิดอัลตราซาวนด์ หลายบริษัทผลิตเครื่องไล่แมลงแบบอิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าว เราขอแนะนำให้คุณประกอบอุปกรณ์ดังกล่าวด้วยตัวเองตามแผนภาพด้านล่าง:

ลองพิจารณาการออกแบบปืนอัลตราโซนิกกำลังสูงที่ค่อนข้างเรียบง่าย ชิป D4049 ทำงานเป็นเครื่องกำเนิดสัญญาณความถี่อัลตราโซนิค โดยมีอินเวอร์เตอร์ลอจิก 6 ตัว

สามารถเปลี่ยนไมโครวงจรได้ด้วยอะนาล็อกในประเทศ K561LN2 จำเป็นต้องใช้ตัวควบคุม 22k เพื่อปรับความถี่ โดยสามารถลดลงเหลือช่วงเสียงได้หากแทนที่ตัวต้านทาน 100k ด้วย 22k และแทนที่ตัวเก็บประจุ 1.5nF ด้วย 2.2-3.3nF สัญญาณจากไมโครวงจรจะถูกส่งไปยังสเตจเอาท์พุตซึ่งสร้างขึ้นจากทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์กำลังปานกลางเพียง 4 ตัวเท่านั้น การเลือกทรานซิสเตอร์ไม่สำคัญสิ่งสำคัญคือการเลือกคู่เสริมที่ใกล้เคียงที่สุดในแง่ของพารามิเตอร์

แท้จริงแล้วหัว HF ใด ๆ ที่มีกำลัง 5 วัตต์ขึ้นไปสามารถใช้เป็นหม้อน้ำได้ จากการตกแต่งภายในคุณสามารถใช้หัวเช่น 5GDV-6, 10GDV-4, 10GDV-6 หัว HF ดังกล่าวสามารถพบได้ในระบบเสียงที่ผลิตในสหภาพโซเวียต

สิ่งที่เหลืออยู่คือการจัดเรียงทุกอย่างเข้าไปในร่างกาย หากต้องการส่งสัญญาณอัลตราโซนิก คุณต้องใช้ตัวสะท้อนแสงที่เป็นโลหะ

ปืนอัลตราโซนิกที่ได้รับการอัพเกรด "IGLA-M"

อัลตราซาวนด์ - เหล่านี้เป็นคลื่นยืดหยุ่นที่มีความถี่สูง โดยทั่วไปแล้ว ช่วงอัลตราโซนิกถือเป็นช่วงความถี่ตั้งแต่ 20,000 ถึงหลายพันล้านเฮิรตซ์ ขณะนี้อัลตราซาวนด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวิธีการทางกายภาพและเทคโนโลยีต่างๆ ข้อเท็จจริงที่ว่าอัลตราซาวนด์ส่งผลต่อวัตถุทางชีวภาพ (เช่น ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย) เป็นที่รู้กันมานานกว่า 70 ปี อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีลำแสงอัลตราซาวนด์แบบสแกนถูกนำมาใช้ในศัลยกรรมประสาทเพื่อยับยั้งการทำงานของสมองแต่ละส่วนด้วยลำแสงความถี่สูงที่เน้นและทรงพลัง การสั่นสะเทือนความถี่สูงทำให้เกิดความร้อนภายในเนื้อเยื่อ

ยังคงมีการอภิปรายเกี่ยวกับผลกระทบทางกายภาพของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกต่อเซลล์ และแม้กระทั่งเกี่ยวกับการหยุดชะงักของโครงสร้าง DNA ที่อาจเกิดขึ้นได้ นอกจากนี้ยังมีข้อมูลว่าในระดับจุลภาค - ไม่ใช่ในระดับโครงสร้างของร่างกาย แต่ในระดับที่ละเอียดอ่อนกว่านั้น - การสัมผัสอัลตราโซนิกเป็นอันตราย

อัลตราซาวนด์สามารถหาได้จากแหล่งทางกล แม่เหล็กไฟฟ้า และความร้อน ตัวส่งสัญญาณทางกลมักเป็นไซเรนไม่ต่อเนื่องประเภทต่างๆ พวกมันปล่อยการสั่นสะเทือนไปในอากาศด้วยกำลังสูงถึงหลายกิโลวัตต์ที่ความถี่สูงถึง 40 kHz คลื่นอัลตราโซนิกในของเหลวและของแข็งมักจะถูกกระตุ้นด้วยทรานสดิวเซอร์แบบอิเล็กโทรอะคูสติก แมกนีโตสตริกทีฟ และเพียโซอิเล็กทริก

อุตสาหกรรมมีการผลิตอุปกรณ์มายาวนานสำหรับผลอัลตราโซนิกต่อสัตว์ เช่น:

วัตถุประสงค์

เครื่องไล่สุนัขขนาดเล็กเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ (ประกอบอยู่ในกล่องไฟฉายขนาดเล็ก) ซึ่งปล่อยการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกที่สุนัขได้ยินและไม่สามารถมองเห็นได้ในมนุษย์

หลักการทำงาน

อุปกรณ์ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันการโจมตีของสุนัข: การแผ่รังสีอัลตราโซนิกของพลังงานบางอย่างมักจะหยุดสุนัขที่ก้าวร้าวในระยะ 3 - 5 เมตรหรือทำให้สุนัขบินได้ ผลที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นได้เมื่อกระทำกับสุนัขจรจัดที่ก้าวร้าว

ข้อมูลจำเพาะ

• แรงดันไฟจ่าย (แบตเตอรี่ 1 ชนิด 6F22 (KRONA)), V 9
• ปริมาณการใช้ปัจจุบันไม่มีอีกแล้ว A 0.15
• น้ำหนักรวมแบตเตอรี่ไม่เกิน g 90

อย่างที่คุณเข้าใจ นี่เป็นของเล่นที่อ่อนแอ แต่เราจะทำให้อุปกรณ์ทรงพลังยิ่งขึ้น! การทดลองต่อเนื่องด้วยอัลตราซาวนด์ () มีการปรับปรุงและปรับปรุงที่น่าสนใจจำนวนหนึ่ง นี่คือวิธีการปฏิวัติที่มีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิต (เชิงลบตามธรรมชาติ) ด้วยอัลตราโซนิกสองตัวตัวส่งที่มีความถี่ต่างกันหลายเฮิรตซ์ นั่นคือความถี่ของตัวส่งสัญญาณตัวหนึ่งคือ 20,000 Hz และอีกตัวคือ 20,010 Hz เป็นผลให้เปิดรังสีอัลตราโซนิกถูกซ้อนทับเสียงซึ่งช่วยเพิ่มเอฟเฟกต์การทำลายล้างอย่างมาก!

วงจรเป็นแบบมาตรฐาน เปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนเครื่องขยายเสียง CD4069 + สาม N-P-Nทรานซิสเตอร์ แหล่งจ่ายไฟอย่างน้อย 12 V โดยมีกระแสสูงถึง 1 A

เพื่อปรับปรุงเอฟเฟกต์ทิศทาง เราใช้เครื่องสะท้อนเสียงทรงกระบอก บทบาทของพวกเขาจะเล่นโดยท่อชุบนิกเกิลธรรมดาจากเครื่องดูดฝุ่นอย่าทำให้เครื่องดูดฝุ่นเสีย หลอดมีจำหน่ายแยกต่างหากที่ตลาดหรือในร้านขายอะไหล่

เราตัดสองชิ้นตามความยาวที่กำหนดจากการทดลอง (ประมาณสองสามเซนติเมตร) แล้วติดเข้ากับหัว HF เช่น 5GDV-4 หรืออื่น ๆ คุณสามารถซื้อหัวฉีดคู่สำหรับท่อไอเสียรถยนต์ได้ การติดตั้งสะดวกกว่ามากและผลลัพธ์จะดียิ่งขึ้น

เราใส่ลำโพงความถี่สูงเข้าไปข้างใน และติดบอร์ดโดยมีแบตเตอรี่อยู่ด้านหลัง

ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแบบจุ่มใต้น้ำเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อส่งการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกไปยังตัวกลางที่เป็นของเหลว โดยมีตัวเรือนที่ปิดผนึกพร้อมไดอะแฟรม ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของพื้นผิวของตัวเรือนนี้ ซึ่งภายในนั้นมีตัวปล่อยเพียโซอิเล็กทริกและอิเล็กโทรดตั้งอยู่และจับจ้องไปที่ไดอะแฟรม ซึ่ง เชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับสายเคเบิลความถี่สูงซึ่งทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟความถี่สูงให้กับตัวปล่อยเพียโซอิเล็กทริกจากเครื่องกำเนิดความถี่อัลตราโซนิก

มันถูกใช้เพื่อกระตุ้นการเกิดโพรงอากาศแบบอัลตราโซนิกในตัวกลางในการทำความสะอาดที่เป็นของเหลว ซึ่งจะทำให้กระบวนการทำความสะอาดชิ้นส่วนจากสิ่งปนเปื้อนเข้มข้นขึ้น ใช้ในอ่างทำความสะอาดอัลตราโซนิกที่มีปริมาตรมากกว่า 50 ลิตร

รูปที่ 1 ทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำ
ใน U.Z. อาบน้ำ

โครงสร้างของทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำล้ำเสียงจะแสดงแผนผังในรูปที่ 1

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมต่อกับเครือข่าย 220 โวลต์ 50 เฮิร์ตซ์ และแปลงความถี่แรงดันไฟฟ้าเป็น 25,000 เฮิร์ตซ์ (25 กิโลเฮิรตซ์) หรือ 35 กิโลเฮิรตซ์ ขึ้นอยู่กับการออกแบบของตัวแปลงใต้น้ำ

แรงดันไฟฟ้าความถี่สูงจ่ายผ่านสายเคเบิลเข้าไปในตัวเรือนที่ปิดสนิทของคอนเวอร์เตอร์ซึ่งทำจากสแตนเลส ซึ่งภายในมีการติดตั้งตัวปล่อยเพียโซอิเล็กทริกโดยเชื่อมต่อแบบขนาน

รูปที่ 2 การออกแบบตัวปล่อยเพียโซอิเล็กทริก

ตัวปล่อยเพียโซอิเล็กทริกเป็นส่วนประกอบหลักของทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกใต้น้ำ โครงสร้างของตัวปล่อยนี้แสดงในรูปที่ 2

ตัวส่งสัญญาณมีแผ่นเพียโซอิเล็กทริกสองแผ่น (เพียโซอิลิเมนต์) อยู่ระหว่างแผ่นโลหะสองแผ่น: แผ่นเหล็กที่อยู่ด้านหลังและแผ่นอลูมิเนียมที่ด้านหน้า

เพียโซเอลิเมนต์ถูกดึงเข้าด้วยกันเป็นชิ้นเดียวโดยมีซับในโดยใช้สลักเกลียวตัวกลาง อิเล็กโทรดกลางที่อยู่ระหว่างองค์ประกอบเพียโซอิลิเมนต์จะใช้แรงดันไฟฟ้าความถี่สูง

ตัวปล่อยเพียโซอิเล็กทริกจะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นการสั่นสะเทือนทางกลความถี่สูง ซึ่งถูกส่งไปยังไดอะแฟรมของทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำ ซึ่งการสั่นสะเทือนเหล่านี้จะถูกส่งไปยังน้ำยาล้าง

จำนวนตัวปล่อยเพียโซอิเล็กทริกในทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกใต้น้ำสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 4 ถึง 11 ตัวหรือมากกว่า

ตัวปล่อยไพโซอิเล็กทริกถูกยึดเข้ากับไดอะแฟรมโดยใช้การเชื่อมต่อด้วยกาว

รูปที่ 3 ทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำ

มุมมองทั่วไปของทรานสดิวเซอร์จุ่มใต้น้ำแบบอัลตราโซนิกที่มีการตัดออกบางส่วน ปกหลังแสดงในรูปที่ 3 จะเห็นได้ว่าตัวปล่อยเพียโซอิเล็กทริกถูกจัดเรียงเป็นหลายแถว แถวละสองแถว

ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแบบจุ่มสามารถใช้ได้ทั้งในอ่างทำความสะอาดอัลตราโซนิกที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับพวกเขา และในอ่างทำความสะอาดที่ลูกค้ามีจำหน่ายอยู่แล้ว ความสะดวกของคอนเวอร์เตอร์เหล่านี้คือสามารถติดตั้งได้ง่ายในส่วนต่างๆ ของปริมาตรอ่าง

ต่างจากทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกที่ติดแน่นกับอ่างทำความสะอาดที่ด้านล่างหรือด้านข้าง สามารถเปลี่ยนทรานสดิวเซอร์แบบจุ่มได้ภายในไม่กี่นาที

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับจ่ายไฟให้กับทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำที่มีแรงดันไฟฟ้าความถี่สูงสามารถติดตั้งได้จากอ่างอัลตราโซนิกที่ระยะห่างสูงสุด 6 เมตร

วิธีการติดตั้งทรานสดิวเซอร์แบบจุ่มในอ่างทำความสะอาดอัลตราโซนิก

ทรานสดิวเซอร์แบบจุ่มสามารถวางในอ่างทำความสะอาดได้สามวิธี:

1. วางคอนเวอร์เตอร์ไว้ที่ด้านล่างของอ่าง
2. แขวนอยู่บนผนังอ่างอาบน้ำ
3. โดยการติดตั้งคอนเวอร์เตอร์เข้ากับผนังอ่างอาบน้ำ

รูปที่ 4 ตำแหน่งของทรานสดิวเซอร์ในอ่างอัลตราโซนิก

สองวิธีแรกไม่จำเป็นต้องเจาะรูที่ผนังอ่างอาบน้ำ

การติดตั้งทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำบางประเภทในอ่างทำความสะอาดอัลตราโซนิกจะแสดงในรูปที่ 4

เมื่อวางคอนเวอร์เตอร์ไว้ที่ด้านล่างของอ่าง จำเป็นต้องคำนึงถึงความสูงของชั้นน้ำยาซักผ้าที่อยู่เหนือไดอะแฟรมคอนเวอร์เตอร์ด้วย

คุณควรพยายามให้แน่ใจว่าความสูงของชั้นนี้เท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกที่ส่งไปยังน้ำยาล้างโดยทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำ

ในกรณีนี้ เนื่องจากการสะท้อนของคลื่นสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกจากส่วนต่อประสานระหว่างน้ำและอากาศ โซนของคลื่นนิ่งจึงถูกสร้างขึ้นในสารละลายทำความสะอาด (ปรากฏการณ์เสียงก้อง) เมื่อคลื่นอัลตราโซนิกสะท้อนในของเหลว ประสิทธิภาพการทำความสะอาดอัลตราโซนิกจะสูงขึ้นเล็กน้อย

ตามตัวอย่าง เราจะกำหนดความสูงที่เหมาะสมที่สุดของชั้นนี้สำหรับทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำเฉพาะ

เป็นที่รู้กันว่าความเร็วเสียงในน้ำคือ 1485 เมตร/วินาที ความยาวคลื่นของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกเท่ากับความเร็วของเสียงหารด้วยความถี่ของการสั่นสะเทือนเหล่านี้

สมมติว่าเรามีตัวปล่อยอัลตราโซนิกใต้น้ำซึ่งมีความถี่การสั่นของไดอะแฟรมคือ 25,000 Hz (25 kHz) ความยาวคลื่นในกรณีนี้คือ 0.0594 ม. ความยาวคลื่นครึ่งหนึ่งคือ 0.0297 ม. หรือ 2.97 ซม. ความสูงที่เหมาะสมที่สุดของของเหลวในกรณีนี้เหนือพื้นผิวของทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำควรอยู่ที่ 2.97 ซม. x n โดยที่ n คือจำนวนเต็มบวกใดๆ

รูปที่ 5 คลื่นนิ่งในอ่างอัลตราโซนิก

ตัวอย่างเช่น สำหรับ n=40 ความสูงที่เหมาะสมที่สุดของระดับน้ำยาล้างเหนือพื้นผิวของคอนเวอร์เตอร์จุ่มจะเป็น 2.97x40=118.8 ซม. ข้อมูลข้างต้นแสดงไว้ในรูปที่ 5

แนะนำให้วางทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแบบจุ่มใต้น้ำบนผนังของอ่างทำความสะอาดเมื่อความลึกน้อยกว่าความกว้างหรือความยาวมากกว่าสองเท่า ในกรณีนี้สามารถวางคอนเวอร์เตอร์ไว้บนผนังด้านหนึ่งของอ่างอาบน้ำหรือบนผนังด้านตรงข้ามได้

วิดีโอนี้แสดงการวางตำแหน่งทรานสดิวเซอร์แบบจุ่มใต้น้ำที่ผนังด้านข้างของอ่าง และการทำงานของทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแบบจุ่มใต้น้ำที่อยู่ด้านล่างของอ่าง

การทำงานของทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำ

การเลือกความถี่ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับตัวแปลงใต้น้ำ

เมื่อการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกแพร่กระจายในของเหลว จะเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าโพรงอากาศ (cavitation) ซึ่งหมายถึงการก่อตัวของโพรงโพรงอากาศในของเหลวในระยะการทำให้บริสุทธิ์ของคลื่นเสียง และการพังทลายของคลื่นเสียงในเวลาต่อมาในระยะการบีบอัด

รูปที่ 6 ผลกระทบของความถี่ต่อการเกิดโพรงอากาศในอัลตราซาวนด์

พฤติกรรมของโพรงฟันผุเมื่อเปลี่ยนความถี่การสั่นจะแสดงในกราฟในรูปที่ 6

แกน y ทางด้านซ้ายแสดงปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการล่มสลายของช่องโพรงอากาศเดี่ยว (พลังงานโพรงอากาศ) และแกน y ทางด้านขวาแสดงจำนวนโพรงโพรงอากาศต่อหน่วยปริมาตรของของเหลว

ดังที่เห็นได้จากกราฟ เมื่อความถี่ของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกเพิ่มขึ้น จำนวนช่องของโพรงอากาศในของเหลวจะเพิ่มขึ้น และพลังงานของโพรงอากาศจะลดลง

เมื่อความถี่ของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิคลดลง จำนวนโพรงในของเหลวในของเหลวจะลดลง และพลังงานของโพรงอากาศจะเพิ่มขึ้น

ยิ่งไปกว่านั้น สำหรับแต่ละความถี่ของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก ผลคูณของพลังงานที่ปล่อยออกมาจากโพรงโพรงอากาศเมื่อมันยุบตัวตามจำนวนฟองเหล่านี้ในของเหลวจะมีค่าคงที่โดยประมาณเท่ากับพลังงานที่ส่งเข้าไปในของเหลวโดยทรานสดิวเซอร์จุ่มใต้น้ำล้ำเสียง

อิทธิพลของความถี่ของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกต่อจำนวนโพรงคาวิเทชันมีการกล่าวถึงโดยละเอียดบนเว็บไซต์

สำหรับในทางปฏิบัติ จำเป็นอย่างยิ่งที่จำนวนโพรงของโพรงอากาศจะต้องมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ในขณะเดียวกัน พลังงานของโพรงอากาศจะต้องเพียงพอที่จะกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกไป ดังนั้น ในการทำความสะอาดชิ้นส่วนจากสารปนเปื้อนที่เกาะติดกับพื้นผิวอย่างหลวมๆ (ไขมัน น้ำมัน) ควรใช้คอนเวอร์เตอร์ที่มีความถี่ 35-40 kHz และในการทำความสะอาดชิ้นส่วนจากสารปนเปื้อนที่เกาะติดกับพื้นผิวอย่างแน่นหนา (ยาขัดเงา น้ำยาเคลือบเงา และฟิล์มโพลีเมอร์ ) ควรใช้ตัวแปลงใต้น้ำที่มีความถี่ 35-40 kHz ความถี่ต่ำกว่า 20-25 kHz

เปลี่ยนรูปภาพ

รูปที่ 7 อ่างอัลตราโซนิคพร้อมตัวแปลงความถี่ต่างๆ

ที่สุด ทางออกที่ดีที่สุดคือการสร้างเงื่อนไขเมื่อจำนวนโพรงฟันผุจะมีขนาดใหญ่และในเวลาเดียวกันพลังงานของโพรงฟันก็จะมากด้วย

เงื่อนไขเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในอ่างทำความสะอาดอัลตราโซนิกที่มีทรานสดิวเซอร์แบบจุ่มอยู่บนผนัง ดังแสดงในรูปที่ 7 ตัวเลือกอื่นสำหรับตำแหน่งของทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำสามารถดูได้หากคุณเลื่อนเคอร์เซอร์ไปที่รูปนี้

ในกรณีนี้ จะใช้ตัวแปลงสองตัวที่มีความถี่การสั่นต่างกันที่ 25 และ 35 kHz ตัวแปลงที่มีความถี่ 35 kHz ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะสร้างน้ำยาล้างในปริมาตร มากกว่าโพรงอากาศและตัวแปลงที่มีความถี่ 25 kHz จะเพิ่มพลังงานโพรงอากาศของโพรงเหล่านี้

จำนวนทรานสดิวเซอร์แช่ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับอ่างทำความสะอาด

เมื่อพิจารณาจำนวนทรานสดิวเซอร์ใต้น้ำที่ต้องการ เราต้องดำเนินการจากข้อเท็จจริงที่ว่าการทำความสะอาดอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพสูงสุดด้วยกำลังอัลตราโซนิก 10...30 วัตต์ต่อปริมาตรอ่าง 1 ลิตร

ตัวอย่างเช่น สำหรับอ่างอาบน้ำที่มีปริมาตร 50 ลิตร ตัวแปลงรุ่น PP25.8 สองตัวก็เพียงพอแล้ว (ดูตารางด้านล่าง)

สำหรับอ่างทำความสะอาดอัลตราโซนิกปริมาณมาก เช่น มากกว่า 250 ลิตร จะได้ผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจด้วยกำลังอัลตราโซนิก 4.5 วัตต์ต่อปริมาตรอ่าง 1 ลิตร ตัวอย่างเช่นสำหรับการอาบน้ำที่มีปริมาตร 1,000 ลิตร ตัวแปลง 11 ตัวของรุ่น PP25.8 ก็เพียงพอแล้ว

ปัจจุบันมีการออกแบบทรานสดิวเซอร์แบบจุ่มล้ำล้ำเสียงหลายแบบในตลาดภายในประเทศ

ตารางแสดง ข้อมูลจำเพาะทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกใต้น้ำจาก TNC Tekhnosonic LLC (มอสโก)

บทความนี้ไม่ได้กล่าวถึงทุกแง่มุมของการออกแบบและการใช้ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกใต้น้ำอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม เนื้อหาที่นำเสนออาจเป็นประโยชน์สำหรับผู้เชี่ยวชาญที่ต้องเผชิญกับงานคัดเลือกเฉพาะเป็นครั้งแรก ตัวเลือกที่ดีที่สุดอ่างอัลตราโซนิกสำหรับผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด