ตัวปล่อยอัลตราโซนิก ปืนอัลตราโซนิกที่ได้รับการอัพเกรด "igla-m" จำนวนทรานสดิวเซอร์แบบจุ่มใต้น้ำที่เหมาะสมที่สุดสำหรับอ่างทำความสะอาด

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีอัลตราโซนิกโดยเฉพาะอุปกรณ์สำหรับเพิ่มความเข้มข้น กระบวนการทางเทคโนโลยีในสื่อของเหลวและสามารถนำไปใช้ในวิศวกรรมเครื่องกล อิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมยา การทำเครื่องมือ และพลังงานนิวเคลียร์ ทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกอัลตราโซนิกประกอบด้วยตัวเรือนที่มีตัวส่งสัญญาณอย่างน้อยหนึ่งตัวติดตั้งอยู่ในรูทะลุของเมมเบรนที่แผ่รังสีของมัน ท่อนำคลื่นซึ่งเชื่อมต่อกับตัวเรือนโดยใช้การเชื่อม ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวหน่วงเพิ่มเติมสำหรับการลดแรงสั่นสะเทือนจากการโค้งงอในขณะที่ใช้งานใน สภาพแวดล้อมที่รุนแรงตัวเรือน ตัวปล่อย และท่อนำคลื่นทำจากไทเทเนียม และเมื่อติดตั้งตัวส่งสัญญาณหลายตัวในตัวเรือน ระยะห่างระหว่างพวกมันจะถูกเลือกให้เท่ากับหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่นของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิก สิ่งประดิษฐ์ที่นำเสนอนี้ทำให้การออกแบบทรานสดิวเซอร์ง่ายขึ้น เพิ่มประสิทธิภาพของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกเมื่อทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และรับประกันการปิดผนึกตัวเรือนที่เชื่อถือได้จากการรั่วไหลของของเหลวที่มีคลื่นเสียง 4 เงินเดือน f-ly, 4 ป่วย

ภาพวาดสำหรับสิทธิบัตร RF 2448782

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีอัลตราโซนิก ได้แก่ อุปกรณ์สำหรับเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการทางเทคโนโลยีในตัวกลางที่เป็นของเหลว: การทำความสะอาดชิ้นส่วน การสกัด การแกะสลัก การชุบ และสามารถนำไปใช้ในวิศวกรรมเครื่องกล วิศวกรรมไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมยา การผลิตเครื่องมือ และพลังงานนิวเคลียร์

เป็นที่ทราบกันว่ามีทรานสดิวเซอร์เพียโซอิเล็กทริกล้ำเสียงจำนวนหนึ่งซึ่งมีองค์ประกอบสำหรับการปิดผนึกโครงสร้างภายในจากอิทธิพลภายนอกของตัวกลางของเหลวที่ทำในรูปแบบของฟลูออโรเรซิ่นหรือซีลยาง ทั้งหมดมีข้อเสียเปรียบร่วมกัน: เมื่อติดตั้งในทรานสดิวเซอร์เพียโซอิเล็กทริกที่ทรงพลัง พวกมันจะถูกทำลายเมื่อเวลาผ่านไปภายใต้อิทธิพลของอัลตราซาวนด์ ส่งผลให้ของเหลวรั่วไหลภายในตัวเรือนและตัวปล่อยจะล้มเหลว (ดูสิทธิบัตรรุ่นอรรถประโยชน์ RF หมายเลข 66700, B06B 1/06 “ตัวแปลงสัญญาณเพียโซเซรามิกแบบอัลตราโซนิก”, เผยแพร่เมื่อวันที่ 10/11/2548 รวมถึงสิทธิบัตร RF สำหรับการประดิษฐ์หมายเลข 20090013, H04R 17/00 “อุปกรณ์สำหรับยึดตัวแปลงสัญญาณเพียโซอิเล็กทริกเสริมแรง ”, เผยแพร่ .09.10.1997)

ดังนั้นตัวแปลงดังกล่าวทั้งหมดจึงมีการใช้งานที่จำกัด

เป็นที่รู้จักกันในชื่อทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกใต้น้ำสำหรับการสร้างเสียงของเหลวในอ่างซึ่งรวมถึงแผ่นเพียโซอิเล็กทริกเมมเบรนและองค์ประกอบสำหรับติดทรานสดิวเซอร์เข้ากับอ่างอาบน้ำในตัวเรือน ในการปิดผนึกช่องภายในของคอนเวอร์เตอร์จากการรั่วไหลของของเหลว จะใช้โอริงที่ติดตั้งอยู่ในร่องของตัวเรือน เพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่เสียงที่ใหญ่ขึ้น ทรานสดิวเซอร์หลายตัวจะรวมกันอยู่ในแถวเดียวในอ่าง แต่ถึงแม้ในตัวแปลงนี้ปัญหาการปิดผนึกยังไม่ได้รับการแก้ไขเนื่องจากของเหลวอาจเข้าไปในช่องภายในของตัวเรือนเนื่องจากการสึกหรอของโอริงและการคลายเกลียวของการเชื่อมต่อ (ดูสิทธิบัตร RF สำหรับการประดิษฐ์หมายเลข 2009720, B06B 1/06 “ตัวแปลงสัญญาณความถี่สูงอัลตราโซนิกสำหรับของเหลวเสียงในอ่าง” เผยแพร่เมื่อ 30/03/1994)

เป็นที่รู้จักกันในชื่อทรานสดิวเซอร์แบบเพียโซเซรามิกอัลตราโซนิกสำหรับการแปลงเสียงของเหลว ซึ่งประกอบด้วยแผ่นแผ่รังสี แพ็คเกจเพียโซ พินเสริมแรง หน้าแปลน ซีลโอริง น็อต พินสำหรับติดกับอ่างอาบน้ำ เมมเบรนแยกส่วนทางเสียง มีหิ้งและแดมเปอร์ ในกรณีนี้ หน้าแปลนและไหล่เมมเบรนจะเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนาโดยการเชื่อม การปิดผนึกเพิ่มเติมจะดำเนินการด้วยวงแหวนยางหรือฟลูออโรเรซิ่นซึ่งถูกดึงดูดไปที่ด้านล่างของอ่างโดยการเลื่อนน็อตไปตามแกน

การทำให้หมาด ๆ จากการสั่นสะเทือนที่โค้งงอนั้นกระทำโดยวงแหวนพลาสติก (ดูใบรับรองผู้เขียนของสหภาพโซเวียตหมายเลข 1622025, B06B 1/06 “ตัวแปลงสัญญาณเพียโซเซรามิกอัลตราโซนิกสำหรับของเหลวโซนิเตต” เผยแพร่เมื่อวันที่ 23/01/1991)

ข้อเสียเปรียบหลักของการออกแบบนี้คือความซับซ้อนของการประกอบทรานสดิวเซอร์ไปที่ด้านล่างของอ่าง นอกจากนี้ยางหรือวงแหวนฟลูออโรเรซิ่นที่ใช้เป็นซีลไม่ได้ให้การปิดผนึกทรานสดิวเซอร์ในระยะยาวที่เชื่อถือได้จากของเหลวที่โซนิเกต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของสารละลายกรดหรือด่างที่รุนแรง

เป็นที่รู้จักกันว่าทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกอัลตราโซนิกพร้อมตัวปล่อยซึ่งติดตั้งที่ด้านนอกของด้านล่างของภาชนะพร้อมองค์ประกอบสำหรับการยึดซึ่งทำในรูปแบบของการเชื่อมและการเชื่อมต่อแบบเกลียว (ดูใบรับรองรุ่นยูทิลิตี้ RF หมายเลข 35250, IPC B06B 1/06, publ. 10/01/2004) หัวโซน่าร์เซรามิคอัลตราโซนิกนี้ใช้ในอุปกรณ์สำหรับทำความสะอาดของเหลว รวมถึงภาชนะที่ด้านล่างซึ่งมีหัวโซน่าร์ดังกล่าวติดอยู่ จากภายนอก ในกรณีนี้องค์ประกอบยึดจะทำในรูปแบบของบุชชิ่งที่มีเกลียวภายในยึดอย่างแน่นหนาที่ด้านล่างของภาชนะโดยการเชื่อมและตัวปล่อยจะติดตั้งด้วยเกลียวภายนอกที่มีความสามารถในการขันสกรูเข้ากับบุชจนกระทั่ง มันหยุดที่ด้านล่างของภาชนะ ในอุปกรณ์นี้ จากภาพต่อไปนี้ ปัญหาของการปิดผนึกจะได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์โดยการติดตัวส่งสัญญาณจากด้านนอกไปที่ด้านล่างของภาชนะ อย่างไรก็ตามในกรณีนี้มันเป็นไปไม่ได้ที่จะหลีกเลี่ยงการสูญเสียความรุนแรงของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกเนื่องจากสิ่งหลังถูกส่งผ่านประการแรกผ่านผนังของภาชนะและประการที่สองจำเป็นต้องสร้างช่องว่างสุดท้ายในการเชื่อมต่อแบบเกลียวใน ซึ่งจะสังเกตการสูญเสียพลังงานรังสีบางส่วนด้วย เพราะ แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะจับคู่พื้นผิวด้านล่างของภาชนะและส่วนท้ายของตัวปล่อยได้อย่างสมบูรณ์แบบ

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำให้การออกแบบง่ายขึ้นโดยกำจัดการเชื่อมต่อแบบเกลียว วัตถุประสงค์ของการประดิษฐ์ที่เสนอคือการกำจัดข้อบกพร่องของอะนาล็อกและต้นแบบกล่าวคือเพื่อให้แน่ใจว่าคอนเวอร์เตอร์ปิดผนึกอย่างสมบูรณ์จากการรั่วไหลของของเหลวโซนิกและเพื่อให้ได้พลังงานรังสีสูงสุดที่เป็นไปได้ในของเหลวทำงาน

ปัญหาได้รับการแก้ไขโดยการโซนิเคตของเหลวที่อยู่ในคอนเทนเนอร์โดยตรงเพื่อแปรรูปผลิตภัณฑ์ ในขณะเดียวกันก็ทำให้การสั่นสะเทือนที่โค้งงอของเมมเบรนทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกเป็นกลางไปพร้อมๆ กัน

ผลลัพธ์ทางเทคนิคซึ่งประกอบด้วยการออกแบบทรานสดิวเซอร์ให้ง่ายขึ้นในขณะที่เพิ่มความเข้มของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกในของเหลวไปพร้อมๆ กัน เกิดขึ้นได้เนื่องจากมีการติดตั้งตัวส่งสัญญาณอย่างน้อยหนึ่งตัวในรูทะลุของเมมเบรนที่แผ่รังสีหรือด้านล่างของเมมเบรน ของตัวเรือนที่มีความเป็นไปได้ที่จะสัมผัสโดยตรงกับท่อนำคลื่นกับของเหลวที่มีเสียง ในกรณีนี้ ท่อนำคลื่นที่ทำจากวัสดุที่มีความต้านทานเสียงต่ำ (ไทเทเนียม) เชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับตัวทรานสดิวเซอร์โดยตะเข็บเชื่อมที่ทำงาน ฟังก์ชั่นเพิ่มเติมแดมเปอร์เพื่อลดแรงสั่นสะเทือนจากการโค้งงอของเมมเบรนที่แผ่รังสี เพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อมีคุณภาพสูงด้วยรอยเชื่อมเข้ากับตัวตัวปล่อยคลื่น ท่อนำคลื่นจึงถูกสร้างขึ้นจากรูปตัว T โดยมีส่วนหัวในลักษณะไหล่ ซึ่งครอบคลุมรูที่ด้านล่างของเมมเบรนตลอดเส้นรอบวงทั้งหมด 2- 5 มม. ซึ่งสร้างโซนการเชื่อมต่อที่เป็นเนื้อเดียวกันจากโลหะชนิดเดียวกัน การใช้ตัวทรานสดิวเซอร์และท่อนำคลื่นไทเทเนียมของตัวส่งสัญญาณทำให้สามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และที่สำคัญที่สุด ไทเทเนียมมีความต้านทานเสียงต่ำ ซึ่งช่วยลด การสูญเสียพลังของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกในท่อนำคลื่นของตัวส่งสัญญาณเมื่อสัมผัสกับของเหลวที่มีเสียง

ทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกอัลตราโซนิกเป็นของใหม่ เนื่องจากไม่พบชุดคุณลักษณะที่เสนอซึ่งสะท้อนอยู่ในข้อกล่าวอ้าง รวมถึงในข้อกำหนดเพิ่มเติมในแหล่งข้อมูล

ทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกล้ำเสียงที่นำเสนอเป็น โซลูชันทางเทคนิคมีขั้นตอนที่สร้างสรรค์ ความจริงก็คือในอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบแลกเปลี่ยนความร้อน มักจะจำเป็นต้องกำจัดคราบเกลือที่คงอยู่และตะกรันต่างๆ ออกจากพื้นผิวของชิ้นส่วนและกลไก โดยใช้สารละลายของตัวกลางที่มีฤทธิ์รุนแรงในรูปของกรดและด่าง ในการกำจัดสิ่งสะสมที่เป็นอันตรายดังกล่าว จำเป็นต้องใช้รังสีอัลตราโซนิกที่ทรงพลัง ในขณะเดียวกัน ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกจะต้องมีรูปทรงกะทัดรัดและทนต่อการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกอัลตราโซนิกที่นำเสนอเป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้ ความหนาแน่นสูงของตัวส่งสัญญาณบนเมมเบรนของตัวเรือนทรานสดิวเซอร์ ความต้านทานเสียงต่ำของไทเทเนียม และเอาต์พุตโดยตรงของพื้นผิวการทำงานของท่อนำคลื่นของตัวส่งสัญญาณลงในของเหลวที่มีเสียงโซนิค ทำให้สามารถรับประกันการสูญเสียความเข้มโดยรวมทางกายภาพขั้นต่ำที่เป็นไปได้ทางกายภาพ ของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกและพลังสูงสุดที่เป็นไปได้ของการเกิดโพรงอากาศเพื่อขจัดสิ่งสะสมที่เป็นอันตรายออกจากพื้นผิวที่ผ่านการบำบัด

วิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคที่เสนอนั้นไม่ชัดเจน เนื่องจากการเชื่อมที่ทำในลักษณะที่อธิบายไว้ข้างต้น ไม่เพียงแต่ใช้เป็นองค์ประกอบในการติดท่อนำคลื่นของตัวปล่อยเข้ากับตัวคอนเวอร์เตอร์เท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นแดมเปอร์สำหรับลดแรงสั่นสะเทือนจากการโค้งงออีกด้วย ดังนั้น ฟังก์ชันสองประการ: การยึดและการหน่วงการสั่นสะเทือนจากการดัดจะรวมกันเป็นคุณลักษณะเดียว ซึ่งทำให้ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกใช้งานง่ายขึ้น และในเวลาเดียวกันก็เพิ่มความเข้มของรังสีอัลตราโซนิกด้วย

ไม่พบความแตกต่างในการออกแบบและการรวมกันของฟังก์ชันที่ระบุในข้อมูล เอกสารทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิค และวัสดุสิทธิบัตร ซึ่งบ่งชี้ถึงความไม่ชัดเจนและความคิดริเริ่มของทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกแบบอัลตราโซนิกที่นำเสนอ ในความเห็นของเรา ความแตกต่างที่ระบุไว้ไม่สามารถนำมาประกอบกับวิธีการออกแบบทางวิศวกรรมทั่วไปได้

การผลิตและการทดสอบต้นแบบแสดงให้เห็นประสิทธิภาพและยืนยันการรับผลลัพธ์ทางเทคนิคที่ระบุไว้ในคำอธิบายของการประดิษฐ์ ซึ่งตรงตามเกณฑ์ของ "การบังคับใช้ทางอุตสาหกรรม"

ตัวเรือนทรานสดิวเซอร์ถูกปิดผนึกอย่างแน่นหนาและสามารถใช้เป็นอุปกรณ์เสริมใต้น้ำได้ อย่างไรก็ตาม สามารถติดตั้งที่ด้านล่างของแท็งก์ทำงานได้ด้วย

การประดิษฐ์นี้แสดงด้วยภาพวาด โดยที่รูปที่ 1 แสดงตัวเรือนของทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกอัลตราโซนิกที่มีการฝ่าวงล้อมเฉพาะที่ (มุมมองด้านข้าง) รูปที่ 2 แสดงเมมเบรนแผ่รังสีที่มีตัวส่งสัญญาณจัดเรียงอยู่ในแถวเดียว รูปที่ 3 แสดงเมมเบรนแผ่รังสีที่มี ตัวปล่อยวางเป็นสองแถว ดังแสดงในรูปที่ 4 มุมมองทั่วไปตัวแปลงสำหรับคอนเทนเนอร์แบบเปิดที่มีหน้าตัดของตัวปล่อย ทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกอัลตราโซนิกประกอบด้วยตัวเรือน 1 ที่มีรูทะลุ 3 ที่สร้างที่ด้านล่างหรือเมมเบรนแบบแผ่รังสี 2 โดยมีการติดตั้งตัวปล่อยเพียโซเซรามิก 4 อย่างน้อยหนึ่งตัว รวมถึงท่อนำคลื่นนำเสียงรูปตัว T 5 พร้อมคอลลาร์ 6 และการแผ่รังสี พื้นผิว 7 แพ็คเกจของเพียโซเอลิเมนต์ 8 เสริมพิน 9 และน็อตเหล็ก 10 ท่อนำคลื่นนำเสียง 5 ของตัวปล่อย 4 ซึ่งสอดอย่างอิสระเข้าไปในรู 3 ของด้านล่างหรือเมมเบรนแผ่ 2 (รูปที่ 4) เชื่อมต่อกันด้วย วิธีใช้ปลอกสวม 6 ไปยังเมมเบรนที่แผ่รังสีหรือด้านล่างของภาชนะด้วยการเชื่อม 11 ในทุกกรณี พื้นผิวที่แผ่รังสี 7 ของท่อนำคลื่น 5 จะสัมผัสโดยตรงกับของเหลวที่มีคลื่นเสียง ซึ่งจะเพิ่มความเข้มของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิก การเชื่อมทำโดยการเชื่อมอาร์กอนอาร์กในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซเฉื่อย เพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อแบบเชื่อมคุณภาพสูงของตัวปล่อย 4 กับเมมเบรนแผ่รังสี 2 หรือด้านล่างของภาชนะและการทำงานที่เชื่อถือได้ของตะเข็บเป็นตัวหน่วงการสั่นสะเทือนแบบโค้ง เส้นผ่านศูนย์กลางของเม็ดบีดจะต้องมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง 4-10 มม. ของตัวปล่อย d 2 เช่น ลูกปัด 6 จะต้องซ้อนทับรู 3 ตามแนวเส้นรอบวงทั้งหมดอย่างน้อย 2 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของตะเข็บ d3 จะต้องมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกปัด 6 10-12 มม. หรือมีความกว้างเท่ากับ 5-6 มม. . ความหนาของคอ 6 อยู่ในช่วง 0.8-1.0 มม. และเท่ากับความหนาของผนังตัวเรือน 1 มิติทั้งหมดจะถูกเลือกโดยการทดลองและพิจารณาจากความเป็นไปได้ เกียร์สูงสุดการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกในของเหลวที่มีเสียงเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกำจัดคราบหรือตะกรันออกจากพื้นผิวที่ผ่านการบำบัดอย่างมีประสิทธิภาพ

เพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการนำอัลตราซาวนด์สูงสุดและความสามารถของทรานสดิวเซอร์ในการทำงานในร่องรอยที่รุนแรง ตัวเครื่อง ตัวปล่อย และท่อนำคลื่นจึงทำจากไทเทเนียม อย่างไรก็ตาม อนุญาตให้ทำสิ่งเหล่านี้จากสแตนเลส แต่ความเข้มของคาวิเทชั่นอัลตราโซนิกเนื่องจากเสียงที่สูงกว่า ความต้านทานของสแตนเลสจะลดลง นอกจากนี้ เนื่องจากท่อนำคลื่นไทเทเนียมมีความต้านทานเสียงต่ำกว่าน็อตเหล็ก 10 ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนแสง แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนบนพื้นผิวที่แผ่รังสี 7 จะสูงกว่า เช่น ตัวส่งสัญญาณ 4 ทำงานในโหมดการแผ่รังสีทางเดียว ซึ่งจะเป็นการเพิ่มการไหลของพลังงานเสียงไปยังของเหลวที่มีเสียง

หากภาชนะหรือเมมเบรนแผ่รังสี 2 ของคอนเวอร์เตอร์มีขนาดใหญ่ สามารถติดตั้งตัวส่งสัญญาณ 4 หลายตัวบนพื้นผิวได้ในที่เดียว (รูปที่ 2) หรือหลายแถว (รูปที่ 3) ในการจ่ายไฟฟ้าให้กับชิ้นส่วนเพียโซเอลิเมนต์ของแพ็คเกจ 8 จะมีการจัดเตรียมอุปกรณ์ 12 ชิ้นไว้ และเพื่อยึดตัวเรือน 1 ของคอนเวอร์เตอร์ไว้ที่ไซต์การประมวลผลจะมีการติดตั้งมุม 13

ทรานสดิวเซอร์เซรามิกเพียโซอิเล็กทริกล้ำเสียงทำงานดังนี้

เมื่อจ่ายไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ไม่แสดงในรูป) การสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าความถี่อัลตราโซนิก (20-25 kHz) ผ่านการติดตั้ง 13 กับแพ็คเกจของเพียโซอิลิเมนต์ 8 ภายใต้อิทธิพลของเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกพลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานของการสั่นสะเทือนทางกลซึ่งผ่านท่อนำคลื่นไทเทเนียมที่นำเสียง 5 พื้นผิวที่แผ่รังสี 7 เข้าสู่ของเหลวที่มีเสียงโดยตรง ทำให้เกิดโพรง ภายใต้อิทธิพลของคาวิเทชั่น การผสมอย่างแข็งขันของของเหลวโซนิคและการระเบิดขนาดเล็กที่เกิดขึ้นนั้นเกิดขึ้น เนื่องจากแรงยึดเกาะของคราบสกปรกและเกล็ดที่ถูกกำจัดออกไปจึงถูกเอาชนะ

ในการสร้างสนามอัลตราโซนิกที่มีความหนาแน่นและสม่ำเสมอ ตัวปล่อย 4 จะต้องอยู่ในตำแหน่งที่ค่อนข้างแน่น โดยควรเลือกระยะห่างระหว่างพวกมันเท่ากับหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่น เช่น /4.

ความแตกต่างในการออกแบบข้างต้นทั้งหมดของทรานสดิวเซอร์ที่นำเสนอ รวมถึงความเข้มของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกที่พัฒนาขึ้นซึ่งมีค่าเท่ากับ 2.4-2.7 W/cm 2 ที่ประสิทธิภาพสูงสุด ทำให้สามารถเอาชนะแรงยึดเกาะของการเคลือบที่เกิดขึ้นทางเทคโนโลยีที่เป็นอันตรายดังกล่าวได้ คราบเกลือหรือตะกรัน

ทรานสดิวเซอร์ที่นำเสนอถูกนำไปใช้ในอ่างอัลตราโซนิกและในการออกแบบทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกล้ำเสียงแบบจุ่มใต้น้ำ ซึ่งได้รับการผลิตและทดสอบเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ทางเทคนิคที่ระบุไว้ในคำอธิบายของการประดิษฐ์ กล่าวคือ ได้รับการยืนยันแล้วว่าใช้งานได้จริง ง่ายต่อการผลิต ให้การปิดผนึกตัวเรือนที่เชื่อถือได้เพื่อป้องกันการรั่วไหลของของเหลวที่มีเสียง และการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกที่มีความเข้มสูง

แหล่งที่มาของข้อมูล

1. สิทธิบัตร RF สำหรับยูทิลิตี้รุ่น 84971, MKI B06B 1/06, G01F 1/66, publ. 21/01/2552

3. สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา เลขที่ 4957669, B068B 3/00, publ. 18 กันยายน 1990

4. แอปพลิเคชัน E11B 0420190, B068B 1/06, H04R 17/00, publ. 04/03/1991

5. การสมัครของเยอรมนีหมายเลข 4014199, B06B 1/06, H04R 17/100, publ. 22 พฤศจิกายน 1990

สูตรของการประดิษฐ์

1. ทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกอัลตราโซนิกรวมถึงตัวเรือนที่มีตัวส่งสัญญาณติดตั้งอยู่โดยใช้การเชื่อมด้วยท่อนำคลื่นของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิค โดยมีลักษณะเฉพาะคือมีการติดตั้งตัวส่งสัญญาณอย่างน้อยหนึ่งตัวในรูทะลุของเมมเบรนแผ่รังสีด้านหน้าหรือด้านล่างของตัวเรือนด้วย ความเป็นไปได้ของการสัมผัสโดยตรงของพื้นผิวเปล่งแสงของท่อนำคลื่นกับของเหลวที่มีคลื่นเสียง ในขณะที่ท่อนำคลื่นที่ทำจากวัสดุโปร่งใสทางเสียงจะเชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับตัวทรานสดิวเซอร์ด้วยการเชื่อม ซึ่งทำหน้าที่เพิ่มเติมของแดมเปอร์เพื่อลดการสั่นสะเทือนจากการโค้งงอ

2. ทรานสดิวเซอร์แบบเพียโซเซรามิกแบบอัลตราโซนิกตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 โดยมีคุณลักษณะเฉพาะคือตัวเครื่องและท่อนำคลื่นของตัวปล่อยทำจากไทเทเนียมหรือสแตนเลส

3. ทรานสดิวเซอร์แบบเพียโซเซรามิกแบบอัลตราโซนิกตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 มีลักษณะเฉพาะคือท่อนำคลื่นของตัวส่งการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกเป็นรูปตัว T โดยมีหัวในรูปแบบของคอสำหรับเชื่อมต่อกับตัวทรานสดิวเซอร์ในขณะที่คอปิดรูตลอดทั้งตัว เส้นรอบวง 2-5 มม.

4. ทรานสดิวเซอร์แบบเพียโซเซรามิกแบบอัลตราโซนิกตามข้อถือสิทธิข้อ 1 โดยมีลักษณะเฉพาะคือความกว้างของรอยเชื่อมที่เชื่อมต่อไหล่ท่อนำคลื่นกับตัวทรานสดิวเซอร์คือ 5-6 มม.

5. ทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกอัลตราโซนิกตามข้อถือสิทธิข้อ 1 มีคุณลักษณะเฉพาะคือเมื่อมีการติดตั้งตัวส่งสัญญาณหลายตัวในตัวเรือน ระยะห่างระหว่างพวกมันควรอยู่ที่ประมาณหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่นของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก

ปืนอัลตราโซนิกที่ได้รับการอัพเกรด "IGLA-M"

อัลตราซาวนด์ - นี่คือคลื่นยืดหยุ่น ความถี่สูง- 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

เครื่องไล่สุนัขขนาดเล็กเป็นแบบสวมใส่ได้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์(ประกอบอยู่ในตัวไฟฉายขนาดเล็ก) ปล่อยการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกที่สุนัขได้ยินและมนุษย์ไม่รับรู้

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!

วงจรเป็นมาตรฐานเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนเครื่องขยายเสียง CD4069 + สามตัว ทรานซิสเตอร์แบบ N-P-N- แหล่งจ่ายไฟอย่างน้อย 12 V โดยมีกระแสสูงถึง 1 A

เพื่อเพิ่มเอฟเฟกต์ทิศทาง เราใช้ตัวสะท้อนเสียงทรงกระบอก บทบาทของพวกเขาจะเล่นโดยท่อชุบนิกเกิลธรรมดาจากเครื่องดูดฝุ่นอย่าทำให้เครื่องดูดฝุ่นเสีย เพราะท่อมีจำหน่ายแยกต่างหากที่ตลาดหรือในร้านขายอะไหล่

เราตัดชิ้นส่วนสองชิ้นตามความยาวที่กำหนดจากการทดลอง (ประมาณสองสามเซนติเมตร) และติดเข้ากับหัว RF เช่น 5GDV-4 หรืออื่น ๆ คุณสามารถซื้อหัวฉีดคู่สำหรับท่อไอเสียรถยนต์ได้ การติดตั้งสะดวกกว่ามากและผลลัพธ์จะดียิ่งขึ้น

เราใส่ลำโพงความถี่สูงเข้าไปข้างใน และติดบอร์ดโดยมีแบตเตอรี่อยู่ด้านหลัง

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

โดยธรรมชาติแล้ว อัลตราซาวนด์ก็ไม่ต่างจากเสียงปกติ ขอบเขตความถี่ระหว่างเสียงและคลื่นอัลตราโซนิกนั้นกำหนดโดยคุณสมบัติส่วนตัวของการได้ยินของมนุษย์ สำหรับการอ้างอิง สัตว์ต่างๆ (รวมถึงสัตว์เลี้ยงในบ้านด้วย) รู้สึกถึงการสั่นสะเทือนความถี่สูงได้ดี และสำหรับค้างคาวและโลมา สิ่งเหล่านั้นมีความสำคัญ

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

ในการสร้างการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิก มีการใช้ตัวปล่อยประเภทต่อไปนี้ (ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิก):

เพียโซเซรามิก (เพียโซ);

ไฟฟ้าสถิต;

แม่เหล็กไฟฟ้า

สำหรับตัวเลือกหลัง แม้แต่ลำโพงเสียงความถี่สูงธรรมดา (ในคำสแลง "ทวีตเตอร์") ก็เหมาะสม ซึ่งมีประสิทธิภาพเพียงพอในการสร้างสัญญาณในช่วงอัลตราโซนิกใกล้ 20...40 kHz

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

ตารางที่ 2.10. พารามิเตอร์ของตัวปล่อยอัลตราโซนิก

ขอแนะนำให้ใช้พัลส์แบบหลายขั้วไม่ใช่แบบ Unipolar กับแผ่นของตัวปล่อย Piezo แบบอัลตราโซนิก เช่น สร้างความตึงเครียดในการหยุดชั่วคราว ขั้วกลับ- 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 กำหนดจุดการทำงานของ ADC MK เมื่อรับสัญญาณและความกว้างของพัลส์เอาต์พุตเมื่อส่งสัญญาณ

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):

ฉ) การสมัคร ชิปลอจิกฮาร์ดแวร์ DD1 ช่วยลดการเปิดทรานซิสเตอร์ที่แขนข้างหนึ่งพร้อมกัน 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 แอมพลิจูดของสัญญาณบนตัวส่งสัญญาณพายโซ BQ1 (Murata) สูงถึง 160 V. ตัวเหนี่ยวนำ ขดลวดทุติยภูมิหม้อแปลง T1 พร้อมกับความจุของรูปแบบ Piezo emitter BQ1 วงจรการสั่นปรับให้มีความถี่ใกล้เคียง 40 kHz ความเหนี่ยวนำของขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลง T1 คือ 7.1 MK H, ขดลวดทุติยภูมิคือ 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

ตัวส่งสัญญาณ (อัลตราโซนิก) ถูกใช้อย่างแข็งขันในเครื่องสะท้อนเสียง นอกจากนี้ อุปกรณ์ยังใช้ในเครื่องรับอีกด้วย การดัดแปลงสมัยใหม่มีความโดดเด่นด้วยความถี่สูงและมีการนำไฟฟ้าที่ดี ความไวของตัวส่งสัญญาณขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เป็นที่น่าสังเกตว่ารุ่นต่างๆ ใช้เทอร์มินัลที่ส่งผลต่อระดับความต้านทานโดยรวม

แผนภาพอุปกรณ์

วงจรมาตรฐานของอุปกรณ์ประกอบด้วยขั้วต่อสองตัวและตัวเก็บประจุหนึ่งตัว ใช้แท่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.2 ซม. แม่เหล็กสำหรับระบบในการทำงานจะต้องใช้ชนิดนีโอไดเมียม ที่ด้านล่างของตัวส่งสัญญาณจะมีขาตั้ง สามารถต่อตัวเก็บประจุผ่านตัวขยายหรือขั้วต่อได้ ขดลวดซีลีนอยด์ใช้มีค่าการนำไฟฟ้า 4 ไมครอน

การปรับเปลี่ยนแหวน

ตัวปล่อยอัลตราโซนิกใต้น้ำแบบวงแหวนมักจะผลิตขึ้นสำหรับเครื่องสะท้อนเสียง โมเดลส่วนใหญ่มีตัวเก็บประจุแบบไดโพล วัสดุบุด้านล่างทำจากยาง ระดับความต้านทานทั่วไปในอุปกรณ์ ประเภทนี้เท่ากับ 50 โอห์ม ขั้วต่อจะใช้โดยมีหรือไม่มีอะแดปเตอร์ ที่ด้านบนของเซลีนอยด์จะมีวงแหวนป้องกัน ใช้แท่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 2.2 ซม. ในบางกรณีจะใช้ตัวเก็บประจุแบบช่องสัญญาณพร้อมระบบป้องกัน ค่าการนำไฟฟ้าออกอย่างน้อย 5 ไมครอน ในกรณีนี้ความถี่อาจแตกต่างกันมาก ในกรณีนี้จะขึ้นอยู่กับความไวขององค์ประกอบเป็นอย่างมาก

อุปกรณ์ที่มีย

ตัวปล่อยอัลตราโซนิกสำหรับเครื่องทำความชื้นที่มี yar ถือว่าเป็นเรื่องปกติมาก หากเราดูมันจะมีตัวเก็บประจุสามตัว ตามกฎแล้วจะใช้เป็นแบบสามช่องสัญญาณ ระดับความต้านทานรวมสำหรับตัวส่งสัญญาณประเภทนี้คือ 55 โอห์ม มักติดตั้งบนเครื่องสะท้อนเสียงและเครื่องรับความถี่ต่ำ โมเดลเหล่านี้ยังเหมาะสำหรับตัวแปลงอีกด้วย แม่เหล็กใช้เส้นผ่านศูนย์กลาง 4.5 ซม. ขาตั้งทำจากทองเหลืองหรือเหล็ก ค่าการนำไฟฟ้าระหว่างจำหน่ายไม่เกิน 5.2 ไมครอน

การปรับเปลี่ยนบางอย่างใช้กับยางด้านบน ตามกฎแล้วจะตั้งอยู่เหนืออัฒจันทร์ ควรสังเกตว่ามีตัวส่งสัญญาณที่มีอะแดปเตอร์ขั้วเดียว โซลินอยด์สำหรับพวกมันเหมาะสมเฉพาะกับค่าการนำไฟฟ้าสูงเท่านั้น ด้านบนของตัวเครื่องใช้วงแหวนหลายวง ความไวการคายประจุประมาณ 10 mV หากเราพิจารณาการปรับเปลี่ยนตามตัวเก็บประจุตัวต้านทาน ระดับความต้านทานรวมจะสูงถึง 55 โอห์ม

รุ่นไขลานคู่

ตัวส่ง (อัลตราโซนิก) ด้วย คดเคี้ยวสองครั้งล่าสุดมีการผลิตด้วยเครื่องขยายเสียง อุปกรณ์ดังกล่าวใช้งานกับตัวแปลงอย่างแข็งขัน ตัวปล่อยบางตัวทำด้วยตัวเก็บประจุคู่ ขดลวดใช้กับเทปกว้าง แท่งเหมาะสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.3 ซม. ขั้วต่อต้องมีค่าการนำไฟฟ้าอย่างน้อย 5 μm ความถี่ของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ก่อนอื่นให้คำนึงถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของแท่งด้วย ควรสังเกตว่ามีการใช้ตัวขยายโดยมีหรือไม่มีแผ่นอิเล็กโทรด

ตัวปล่อยที่ใช้ตัวสะท้อนแสงที่ต้องทำด้วยตัวเอง

คุณสามารถสร้างตัวปล่อยอัลตราโซนิกด้วยมือของคุณเองจากตัวสะท้อนแสง ขั้นแรกให้เตรียมแม่เหล็กนีโอไดเมียม ขาตั้งใช้กว้างประมาณ 4.5 ซม. อนุญาตให้ติดตั้งโครงร่างได้หลังแกนเท่านั้น ควรสังเกตว่าแม่เหล็กติดอยู่ที่ซับในและปิดด้วยวงแหวน

ขั้วต่อสำหรับอุปกรณ์ถูกเลือกเป็นประเภทตัวนำ ค่าการนำไฟฟ้าระหว่างการปล่อยควรอยู่ที่ประมาณ 6 ไมครอน ระดับความต้านทานรวมสำหรับตัวส่งสัญญาณประเภทนี้คือไม่เกิน 55 โอห์ม มีการใช้ตัวเก็บประจุ ประเภทต่างๆ- ตัวสะท้อนแสงถูกเลือกให้มีความหนาน้อย ในการติดตั้งองค์ประกอบต่างๆ คุณจะต้องใช้ส่วนบนของแกนเพื่อขันเข้ากับฟิล์ม ในกรณีนี้ สิ่งสำคัญคือต้องไม่ทับขั้วเทอร์มินัล

อุปกรณ์สำหรับเครื่องสะท้อนเสียง

ตัวส่งสัญญาณ (อัลตราโซนิก) สำหรับเครื่องสร้างเสียงสะท้อนมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดี เส้นผ่านศูนย์กลางของแท่งในรุ่นมาตรฐานคือ 2.4 ซม. ตามกฎแล้วจะใช้วงแหวนแบบแน่น โมเดลที่ทันสมัยทำด้วยขาตั้งทรงกรวย มีน้ำหนักเบาและสามารถทำงานในสภาพที่มีความชื้นสูงได้ โซลินอยด์ถูกใช้ในเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน ต้องขันเทปพันสายไฟไว้ที่ด้านล่างของอุปกรณ์ หากจำเป็น คุณสามารถสร้างตัวส่งสัญญาณสำหรับเครื่องสะท้อนเสียงสะท้อนได้ด้วยตัวเอง ตัวเก็บประจุเพื่อการนี้ใช้แบบสองช่องสัญญาณ หากเราพิจารณาอุปกรณ์ที่มีแท่งขนาด 2.2 ซม. ระดับความต้านทานรวมจะอยู่ที่ 45 โอห์ม

การปรับเปลี่ยนสำหรับผู้ค้นหาปลา

ตัวส่งสัญญาณ (อัลตราโซนิก) สำหรับเครื่องค้นหาปลาผลิตขึ้นโดยมีขั้วต่อที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน การดัดแปลงที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือการใช้อะแดปเตอร์และความไว 12 mV อุปกรณ์บางชนิดมีการติดตั้งตัวเก็บประจุแบบช่องเดียวขนาดกะทัดรัด ค่าการนำไฟฟ้าเมื่อโหลดคือ 2 ไมครอน มีการติดตั้งแม่เหล็กบนตัวส่งสัญญาณที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน

โมเดลส่วนใหญ่ทำด้วยขาตั้งแบบต่ำ ควรสังเกตว่าอุปกรณ์มีความโดดเด่นด้วยความถี่สูง ขั้วต่อมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดี แต่ในกรณีนี้จะขึ้นอยู่กับความหนาของแท่งมาก มีการติดตั้งวงแหวนป้องกันไว้ที่ส่วนบนของขดลวด เพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าของตัวส่งสัญญาณจะใช้ขั้วต่อที่มีความไว 15 mV

โมเดลความต้านทานต่ำ

ตัวปล่อยอัลตราโซนิกสำหรับเครื่องทำความชื้นในอากาศต่ำมีความโดดเด่นด้วยขนาดที่กะทัดรัด ใช้ขดลวดที่มีความหนา 0.2 ซม. ติดตั้งแม่เหล็กบนขาตั้งหรือแผ่นอิเล็กโทรด ขั้วต่อได้รับการแก้ไขที่ด้านบนของอุปกรณ์ การปรับเปลี่ยนมาตรฐานประกอบด้วยตัวเก็บประจุสามตัว

ความต้านทานรวมไม่เกิน 30 โอห์ม บางรุ่นใช้ตัวเก็บประจุแบบดูอัลแชนเนล ในกรณีนี้ค่าการนำไฟฟ้าจะอยู่ที่ประมาณ 2 ไมครอน นอกจากนี้ยังมีการดัดแปลงด้วยแท่งเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ใช้ในเครื่องสะท้อนเสียง ตัวปล่อยส่วนใหญ่ผลิตขึ้นสำหรับคอนเวอร์เตอร์โดยเฉพาะ แหวนสำหรับหนีบใช้จากยางหรือพลาสติก โดยเฉลี่ยแล้วเส้นผ่านศูนย์กลางของก้านของการดัดแปลงคือ 2.2 ซม.

อุปกรณ์ที่มีความต้านทานสูง

ตามกฎแล้วจะมีการปรับเปลี่ยนประเภทนี้สำหรับผู้รับ ระดับการนำไฟฟ้าโดยรวมคือ 4 ไมครอน อุปกรณ์ส่วนใหญ่ทำงานบนขั้วต่อแบบสัมผัส ควรสังเกตว่ามีอุปกรณ์ที่มีความไวตั้งแต่ 15 mV ตัวเก็บประจุสำหรับการดัดแปลงถูกเลือกเป็นประเภทสามช่องสัญญาณ นอกจากนี้ยังมีโมเดลตัวต้านทานอีกด้วย ระดับความต้านทานโดยรวมเริ่มต้นที่ 55 โอห์ม แม่เหล็กบนตัวปล่อยอัลตราโซนิคอันทรงพลังได้รับการติดตั้งเฉพาะชนิดนีโอไดเมียมเท่านั้น เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของชิ้นส่วนคือ 4.5 ซม. ขาตั้งสามารถผลิตได้ด้วยแผ่นปิดหรือฟิล์มฉนวนป้องกัน

รุ่นที่มีตัวเก็บประจุแบบแยกทางเดียว

อุปกรณ์ประเภทนี้สามารถให้ค่าการนำไฟฟ้าได้ที่ระดับ 5 ไมครอน พวกมันมีความไวค่อนข้างสูง แท่งบนตัวปล่อยอัลตราโซนิกได้รับการติดตั้งด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 ซม. ขดลวดนั้นใช้กับวงแหวนยางเท่านั้น ขั้วไดโพลใช้ที่ด้านล่างของอุปกรณ์ ระดับความต้านทานรวมเมื่อโหลดคือ 5 โอห์ม อนุญาตให้ติดตั้งตัวเก็บประจุบนตัวปล่อยผ่านตัวขยาย สำหรับการต่ออายุ ความถี่ต่ำมีการใช้อะแดปเตอร์

หากจำเป็น คุณสามารถปรับเปลี่ยนตัวเก็บประจุสองตัวได้ เพื่อจุดประสงค์นี้ มีการติดตั้งขั้วต่อที่มีค่าการนำไฟฟ้า 2.2 μm ก้านถูกเลือกด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ควรสังเกตว่าต้องใช้ขาตั้งสั้นที่ทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ เทปไฟฟ้าใช้เป็นฉนวนสำหรับขั้วต่อ มีวงแหวนสองวงติดอยู่ที่ด้านบนของตัวส่งสัญญาณ ตัวเก็บประจุจะติดตั้งโดยตรงผ่านตัวขยายไดโพล ระดับความต้านทานรวมไม่ควรเกิน 35 โอห์ม ความไวขึ้นอยู่กับการนำไฟฟ้าของขั้วต่อ

คณะแพทยศาสตร์

1 คอร์ส

1 ภาคการศึกษา

1 สตรีม

การบรรยายครั้งที่ 5

"อัลตราซาวนด์"

เรียบเรียงโดย: Babenko N.I.

2010

อัลตราซาวนด์และการผลิต เครื่องส่งอัลตราซาวนด์

อัลตราซาวนด์คือการสั่นสะเทือนทางกลที่มีความถี่มากกว่า 20,000 เฮิรตซ์ ซึ่งแพร่กระจายในสื่อยืดหยุ่นในรูปแบบของคลื่นตามยาว แหล่งที่มาของอัลตราซาวนด์คือ:

1. ธรรมชาติ:

2. ประดิษฐ์:

ทรานสดิวเซอร์ทางกลและอะคูสติก

ตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้า (เพียโซอิเล็กทริก, แมกนีโตสตริกทีฟ)

แหล่งที่มาของอัลตราซาวนด์ตามธรรมชาติคือแหล่งที่มาที่ไม่ได้สร้างขึ้นด้วยมือมนุษย์และมีอยู่อย่างอิสระในธรรมชาติ

แหล่งที่มาที่มีชีวิต: ตั๊กแตน จิ้งหรีด ปลา ค้างคาว โลมา แหล่งที่ไม่มีชีวิต ได้แก่ ลม ภูเขาตก แผ่นดินไหว

แหล่งกำเนิดอัลตราซาวนด์ประดิษฐ์เรียกว่าตัวแปลงสัญญาณอะคูสติก เนื่องจากจะแปลงพลังงานกลหรือไฟฟ้าเป็นพลังงานของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิก

ทรานสดิวเซอร์แบบเครื่องกลอะคูสติกเป็นทรานสดิวเซอร์ที่การสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกเกิดขึ้นเมื่อการไหลของของเหลวหรือก๊าซถูกขัดจังหวะ ตัวอย่าง: นกหวีด Galton, ไซเรนอัลตราโซนิก

ทรานสดิวเซอร์แบบไฟฟ้าคือทรานสดิวเซอร์ที่การสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกเกิดขึ้นเมื่อสารบางชนิดสัมผัสกับสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กสลับ

ทรานสดิวเซอร์เพียโซอิเล็กทริก (แรงดันเพียโซ) เป็นทรานสดิวเซอร์ที่ใช้ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกผกผันเพื่อสร้างอัลตราซาวนด์

เอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกสามารถเป็นแบบตรงหรือแบบย้อนกลับ

เอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกโดยตรงประกอบด้วยการปรากฏตัวของประจุบนพื้นผิวของผลึกบางชนิด (เพียโซไดอิเล็กทริก) ภายใต้อิทธิพลของความเค้นเชิงกล (การบีบอัด, แรงดึง, การดัดงอ) รูปที่ 1.

ด้วยเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกโดยตรง:

ปริมาณประจุบนพื้นผิวเป็นสัดส่วนกับความเค้นเชิงกลที่ใช้

เครื่องหมายของประจุจะถูกกำหนดโดยทิศทางของการกระทำทางกล

ไม่มีความตึงเครียดในการบีบอัด

เอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกผกผันคือปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนแปลงขนาด (การเปลี่ยนรูป) ของอิเล็กทริกเมื่อวางในสนามไฟฟ้ากระแสสลับ

สารที่มีคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริกเด่นชัดเรียกว่าเพียโซอิเล็กทริกหรือเพียโซไดอิเล็กทริก: เกลือโรเชลล์, แบเรียมไททาเนต, ควอตซ์

ทรานสดิวเซอร์แบบแมกนีโตสตริกทีฟคือทรานสดิวเซอร์ที่ใช้ปรากฏการณ์แมกนีโตสตริกชันเพื่อสร้างอัลตราซาวนด์ Magnetostriction เป็นปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง (ขนาด) ของสารเฟอร์โรแมกเนติกบางชนิดภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กสลับ

สารเหล่านี้ได้แก่:

นิกเกิลและโลหะผสม

โคบอลต์และโลหะผสมของมัน

เฟอร์ไรต์เป็นสารประกอบเซรามิกที่มีออกไซด์ของเหล็ก นิกเกิล และสังกะสีเป็นส่วนประกอบหลัก

สารที่มีลักษณะเป็นแท่งจะถูกวางอยู่ภายในขดลวด เมื่อขดลวดเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับความถี่อัลตราโซนิก กระแสไฟฟ้าจะกระทำบนก้านที่มีส่วนประกอบแม่เหล็ก และทำให้เกิดการเสียรูป (การยืดตัว) ด้วยความถี่ของกระแส รูปที่ 2