Ultrasonik piezoseramik dönüştürücü. Yükseltilmiş ultrasonik tabanca "Igla-m" Ultrasonik dönüştürücü

Dalgıç ultrasonik dönüştürücü, içeren ultrasonik titreşimleri iletmek için tasarlanmış bir cihazdır. hermetik kılıf bu gövdenin yüzeyinin bir parçası olan, içinde piezoelektrik yayıcıların bulunduğu ve diyafram üzerine sabitlendiği bir diyafram, elektrotlara elektriksel olarak yüksek frekanslı bir kabloya bağlı olan ve yüksek frekanslı elektrik voltajı sağlamaya yarayan elektrotlar ile ultrasonik bir frekans üretecinden gelen piezoelektrik yayıcılar.

Sıvı bir yıkama ortamında ultrasonik kavitasyonu uyarmak için kullanılır, bu da parçaların kirlenmeden temizlenmesi işlemlerinin yoğunlaştırılmasını sağlar. Hacmi 50 litreden fazla olan ultrasonik temizlik için banyolarda kullanılırlar.

Şekil 1 Daldırma dönüştürücü
WZ'de banyo

Ultrasonik dalgıç dönüştürücünün cihazı şematik olarak Şekil 1'de gösterilmiştir.

Jeneratör 220 volt 50 Hz şebekeye bağlıdır ve gerilim frekansını 25.000 Hz (25 kHz) veya 35 kHz'e çevirir. daldırma dönüştürücünün tasarımına bağlıdır.

Yüksek frekanslı voltaj, bir kablo aracılığıyla, içine paralel bağlanmış piezoelektrik yayıcıların monte edildiği, paslanmaz çelikten yapılmış sızdırmaz bir dönüştürücü kasasına beslenir.

Şekil 2 Piezoelektrik emitörün cihazı

Piezoelektrik dönüştürücü, dalgıç ultrasonik dönüştürücünün ana birimidir. Bu emitörün cihazı Şekil 2'de gösterilmiştir.

Verici, iki metal plaka arasına yerleştirilmiş iki piezoelektrik plakaya (piezoelektrik elemanlar) sahiptir: arka tarafta çelik ve ön tarafta alüminyum.

Piezoelektrik elemanlar, merkezi bir cıvata vasıtasıyla kaplamalarla birlikte çekilir. Piezoelektrik elemanlar arasında bulunan merkezi elektrota yüksek frekanslı bir voltaj uygulanır.

Piezoelektrik dönüştürücü, elektrik enerjisini, dalgıç dönüştürücünün diyaframına iletilen ve bu titreşimlerin yıkama sıvısına iletildiği yüksek frekanslı mekanik titreşimlere dönüştürür.

Dalgıç ultrasonik dönüştürücüdeki piezoelektrik yayıcıların sayısı 4 ila 11 veya daha fazla parça olabilir.

Piezoelektrik yayıcılar, yapışkan bağlama yoluyla diyaframa sabitlenir.

Şekil.3 Daldırma dönüştürücü

Kısmen kesilmiş ultrasonik daldırma dönüştürücüsünün genel görünümü arka kapakŞekil 3'te gösterilmiştir. Piezoelektrik yayıcıların her sırada ikişer tane olmak üzere birkaç sıra halinde düzenlendiği görülebilir.

Daldırma ultrasonik transdüserler, hem kendileri için özel olarak tasarlanmış ultrasonik temizleme banyolarında hem de halihazırda müşterinin kullanımına sunulan temizleme banyolarında kullanılabilir. Bu transdüserlerin kullanım kolaylığı, banyo hacminin farklı bölgelerine kolayca monte edilebilmeleridir.

Temizleme banyosunun altına veya yanına kalıcı olarak takılan ultrasonik dönüştürücülerin aksine, daldırma dönüştürücüler dakikalar içinde değiştirilebilir.

Dalgıç transdüserleri yüksek frekanslı voltajla beslemek için jeneratör, ultrasonik banyodan 6 metreye kadar bir mesafeye yerleştirilebilir.

Daldırma transdüserlerini bir ultrasonik temizleme banyosuna monte etme yöntemleri

Daldırma transdüserleri temizleme banyolarına üç farklı şekilde yerleştirilebilir:

1. dönüştürücünün banyonun dibine yerleştirilmesi;
2. hamamın duvarında asılı;
3. dönüştürücünün banyo duvarına monte edilmesi.

Şekil 4 Dönüştürücünün ultrasonik banyoya yerleştirilmesi

İlk iki yöntemde banyo duvarında delik açılması gerekmez.

Daldırma transdüserinin ultrasonik temizleme banyosuna bazı montaj türleri Şekil 4'te gösterilmiştir.

Dönüştürücüyü banyonun dibine yerleştirirken, dönüştürücü diyaframının üzerindeki yıkama solüsyonu tabakasının yüksekliğini hesaba katmak gerekir.

Bu katmanın yüksekliğinin, daldırma dönüştürücü tarafından temizleme solüsyonuna iletilen ultrasonik titreşimlerin dalga boyunun yarısının katı olmasını sağlamak için çaba gösterilmelidir.

Bu durumda, ultrasonik titreşim dalgalarının su-hava arayüzünden yansıması nedeniyle, yıkama solüsyonunda bir duran dalgalar bölgesi (yankılanma olayı) yaratılır. Ultrasonik dalgaların bir sıvıda yankılanmasıyla, ultrasonik temizlemenin etkinliği biraz daha yüksektir.

Örnek olarak, belirli bir daldırma dönüştürücü için bu katmanın optimum yüksekliğini belirleyelim.

Sesin sudaki hızının 1485 m/s olduğu bilinmektedir. Ultrasonik titreşimlerin dalga boyu, ses hızının bu titreşimlerin frekansına bölünmesine eşittir.

Diyafram salınım frekansı 25.000 Hz (25 kHz) olan dalgıç bir ultrasonik dönüştürücümüz olduğunu varsayalım. Bu durumda dalga boyu 0,0594 m olacaktır. Dalga boyunun yarısı 0,0297 m veya 2,97 cm'dir Bu durumda sıvının daldırma dönüştürücünün yüzeyi üzerindeki optimum yüksekliği 2,97 cm x n olmalıdır, burada n herhangi bir pozitif tam sayıdır.

Şekil 5 Ultrasonik banyoda duran dalgalar

Örneğin, n=40 için, daldırma transdüserinin yüzeyi üzerindeki yıkama solüsyonu seviyesinin optimum yüksekliği 2,97x40=118,8 cm olacaktır.Yukarıdaki şekil, Şekil 5'te gösterilmektedir.

Temizleme banyosunun duvarlarına daldırılabilir ultrasonik transdüserlerin yerleştirilmesi, derinliğinin genişliğinin veya uzunluğunun iki katından daha az olması durumunda önerilir. Bu durumda dönüştürücüler, hamamın hem bir duvarına hem de karşı duvarlarına yerleştirilebilir.

Video, banyonun yan duvarlarına daldırma transdüserlerinin yerleştirilmesini ve banyonun tabanına yerleştirilmiş daldırma ultrasonik transdüserlerin çalışmasını göstermektedir.

Daldırma transdüserleri çalışır durumda

Daldırılabilir dönüştürücü için en uygun frekansı seçme

Ultrasonik titreşimler bir sıvı içinde yayıldığında, ses dalgasının seyrelme aşamasında sıvıda kavitasyon boşluklarının oluşması ve ardından sıkıştırma aşamasında çökmesi olarak anlaşılan kavitasyon adı verilen bir olgu meydana gelir.

Şekil 6 Frekansın kavitasyon sızdırmazlığı üzerindeki etkisi

Salınım frekansındaki bir değişiklikle kavitasyon boşluklarının davranışı, Şekil 6'daki grafikte gösterilmektedir.

Sol taraftaki ordinat ekseni, tek bir kavitasyon boşluğunun çökmesi sırasında salınan enerji miktarını (kavitasyon enerjisi) gösterir ve sağdaki ordinat ekseni, sıvının birim hacmi başına kavitasyon boşluğu sayısını gösterir.

Grafikten de görülebileceği gibi, ultrasonik titreşimlerin frekansı arttıkça sıvıdaki kavitasyon boşluklarının sayısı artar ve kavitasyon enerjisi azalır.

Ultrasonik titreşimlerin frekansının azalmasıyla sıvıdaki kavitasyon boşluklarının sayısı azalır ve kavitasyon enerjisi artar.

Aynı zamanda, ultrasonik titreşimlerin her frekansı için, kavitasyon boşluğu tarafından çöktüğünde salınan enerjinin sıvıdaki bu kabarcıkların sayısı ile çarpımı, yaklaşık olarak ultrasonik tarafından sıvıya aktarılan enerjiye eşit sabit bir değerdir. daldırma dönüştürücü

Ultrasonik titreşimlerin frekansının kavitasyon boşluklarının sayısı üzerindeki etkisi web sitesinde ayrıntılı olarak tartışılmaktadır.

Uygulama için, kavitasyon boşluklarının sayısının mümkün olduğu kadar büyük olması önemlidir, ancak aynı zamanda, kavitasyon enerjisinin kirleticileri uzaklaştırmak için yeterli olması gerekir. Bu nedenle, parçaları yüzeye sıkıca tutunmamış kirleticilerden (yağlar, yağlar) temizlemek için 35-40 kHz frekanslı transdüserler ve yüzeye sıkıca yapışmış kirleticilerden (parlatma pastaları) temizlemek için parçalar kullanılmalıdır. , vernik ve polimer filmler), 20-25 kHz daha düşük frekanslı daldırma transdüserleri.

resmi değiştir

Şekil 7 Farklı frekanslardaki dönüştürücülere sahip ultrason banyosu

En uygun çözüm, kavitasyon boşluklarının sayısının ve kavitasyon enerjisinin de büyük olacağı koşulları yaratmaktır.

Bu koşullar, Şekil 7'de gösterildiği gibi, duvarlarında bulunan dalgıç dönüştürücülere sahip bir ultrasonik temizleme banyosunda gerçekleştirilir. İmleci bu şeklin üzerine getirirseniz, daldırma transdüserlerinin konumu için başka bir seçenek görülebilir.

Bu durumda, 25 ve 35 kHz'lik farklı osilasyon frekanslarına sahip iki transdüser kullanılır. 35 kHz frekansa sahip dönüştürücü, hacimde bir yıkama sıvısı oluşmasını sağlar. Daha kavitasyon boşlukları ve 25 kHz frekanslı bir transdüser bu boşlukların kavitasyon enerjisini arttırır.

Bir temizleme banyosu için optimum daldırma transdüser sayısı

Gerekli daldırma transdüserlerinin sayısını belirlerken, ultrasonik temizlemenin maksimum verimliliğinin 1 litre banyo hacmi başına 10 ... 30 watt'lık bir ultrasonik güçte elde edildiği gerçeğinden hareket edilmelidir.

Örneğin 50 litre hacimli bir küvet için PP25.8 modelinden iki dönüştürücü yeterlidir (aşağıdaki tabloya bakın).

Örneğin 250 litrenin üzerindeki büyük hacimli ultrasonik temizleme banyoları için, 1 litre banyo hacmi başına 4,5 watt'lık bir ultrasonik güçle bile tatmin edici sonuçlar elde edilir. Örneğin 1000 l hacimli bir banyo için 11 adet PP25.8 model dönüştürücü yeterlidir.

Şu anda, iç pazarda birçok ultrasonik dalgıç transdüser tasarımı bulunmaktadır.

tablo gösterir özellikler LLC TNTs Technosonic'in (Moskova) dalgıç ultrasonik transdüserleri.

Bu makale, dalgıç ultrasonik transdüserlerin tasarımı ve kullanımının tüm yönlerini tam olarak kapsamamaktadır. Bununla birlikte, sunulan materyal, karşı karşıya kalan uzmanlar için yararlı olabilir. özel görevler isteğe bağlı olarak en iyi seçenek temizlik ürünleri için ultrasonik banyo.

MODERNİZE ULTRASONİK TABANCA "IGLA-M"

ultrason yüksek frekanslı elastik dalgalardır. Genellikle, ultrasonik aralığın 20.000 ila birkaç milyar hertz arasındaki bir frekans bandı olduğu düşünülür. Artık ultrason, çeşitli fiziksel ve teknolojik yöntemlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ultrasonun biyolojik nesneleri aktif olarak etkilediği (örneğin bakterileri öldürdüğü) gerçeği 70 yılı aşkın süredir bilinmektedir. Nöroşirürjide, güçlü odaklanmış yüksek frekanslı bir ışınla beynin belirli bölgelerini etkisiz hale getirmek için taramalı ultrasonik ışınlı elektronik ekipman kullanılır. Yüksek frekanslı titreşimler iç doku ısınmasına neden olur.

Şimdiye kadar, ultrasonik titreşimlerin hücre üzerindeki fiziksel etkisi ve hatta DNA yapılarının olası ihlali hakkında tartışmalar yapıldı. Dahası, mikro düzeyde - vücut yapısı düzeyinde değil, ancak daha ince bir düzeyde ultrasonik maruziyetin zararlı olduğuna dair kanıtlar var.

Ultrason mekanik, elektromanyetik ve termal kaynaklardan elde edilebilir. Mekanik yayıcılar genellikle çeşitli aralıklı siren türleridir. Havaya 40 kHz'e kadar olan frekanslarda birkaç kilovata kadar titreşim yayarlar. Ultra ses dalgaları sıvılarda ve katılarda genellikle elektroakustik, manyetostriktif ve piezoelektrik dönüştürücüler tarafından uyarılırlar.

Endüstri uzun süredir cihazlar üretmektedir.hayvanlar üzerinde ultrasonik etki, örneğin:

Amaç

Minyatür köpek kovucu, köpekler tarafından duyulabilen ve insanlar tarafından algılanmayan ultrasonik titreşimler yayan giyilebilir bir elektronik cihazdır (bir mini el feneri muhafazasına monte edilmiştir).

çalışma prensibi

Cihaz, köpek saldırılarına karşı koruma sağlamak için tasarlanmıştır: belirli bir güçteki ultrasonik radyasyon, genellikle saldırgan bir köpeği 3 - 5 metre mesafede durdurur veya onu uçurur. En büyük etki, agresif sokak köpeklerine maruz kaldığında elde edilir.

Özellikler

• Besleme gerilimi (1 pil tipi 6F22 (KRONA)), V 9
• Tüketim akımı, en fazla A 0,15
• Pillerle ağırlık, en fazla g 90

Anladığınız gibi bu zayıf bir oyuncak ama cihazı çok daha güçlü hale getireceğiz! Ultrason () ile devam eden deneyler, bir dizi ilginç iyileştirme ve iyileştirme yapıldı. Böylece, iki ultrasonik canlı organizma üzerinde devrim niteliğinde bir etki yöntemi (doğal olarak olumsuz)birkaç hertz fark frekansına sahip yayıcılar. Yani, örneğin bir yayıcının frekansı 20000 Hz ve diğerinin frekansı 20010 Hz'dir. Sonuç olarak, üzerindeultrasonik radyasyon bindirilmiş infyıkıcı etkiyi büyük ölçüde artıran rasonovoe!

Şema standarttır, üç kişilik CD4069 + amplifikatördeki jeneratör N-P-N transistörler. 1 A'ya kadar bir akımda en az 12 V güç kaynağı.

Yönlü etkiyi arttırmak için silindirik ses rezonatörleri kullanıyoruz. Rolleri, bir elektrikli süpürgeden gelen sıradan bir nikel kaplama tüp tarafından oynanacak.Sadece elektrikli süpürgeyi bozmayın, tüp pazarda veya yedek parça mağazasında ayrı satılır.

İki parçayı deneysel olarak belirlenmiş bir uzunlukta (yaklaşık birkaç santimetre) kestik ve bunları 5GDV-4 tipi HF kafalarına veya diğerlerine tutturduk. Bir araba egzoz borusu için çift nozul satın alabilirsiniz, kurulum çok daha uygundur ve etki daha da iyi olacaktır.

Tweeter'ları içeriye yerleştiriyoruz, arkaya batarya ile kartı monte ediyoruz.

Yayıcılar (ultrasonik) yankı sirenlerinde aktif olarak kullanılmaktadır. Alıcılarda ek cihazlar kullanılır. Modern modifikasyonlar, yüksek frekans ile ayırt edilir ve iyi iletkenliğe sahiptir. Vericinin hassasiyeti birçok faktöre bağlıdır. Modellerin genel direnç seviyesini etkileyen terminaller kullandığını da belirtmekte fayda var.

Cihaz şeması

Cihazın standart devresi iki terminal ve bir kondansatör içerir. 1,2 cm veya daha büyük çaplı çubuk kullanılır Sistemin çalışması için mıknatıs neodimiyum tipi gerektirecektir. Herhangi bir yayıcının altında bir stand bulunur. Kapasitörler bir genişletici veya terminaller aracılığıyla bağlanabilir. Selenoid sargısı 4 mikron iletkenlikte kullanılmaktadır.

Halka modifikasyonu

Halka dalgıç ultrasonik transdüserler genellikle yankı sirenleri için üretilir. Çoğu modelde dipol kapasitörler bulunur. Altlarındaki astarlar kauçuktan seçilir. Bu tip cihazlarda toplam direnç seviyesi 50 ohm'dur. Terminaller adaptörlü ve adaptörsüz olarak kullanılır. Selenoidin tepesinde koruyucu bir halka bulunur. Çubuk en az 2,2 cm çapında kullanılır, bazı durumlarda koruma sistemli kanal tipi kapasitörler kullanılır. Deşarj iletkenlikleri en az 5 mikrondur. Bu durumda, frekans büyük ölçüde değişebilir. Bu durumda, çoğu öğenin hassasiyetine bağlıdır.

bahçe cihazı

ultrasonik yayıcı yar ile bir nemlendirici için çok yaygın olarak kabul edilir. Üç kondansatöre sahip olduğunu düşünürsek. Kural olarak, üç kanallı tipte kullanılırlar. Bu tip yayıcılar için toplam direnç seviyesi 55 ohm'dur. Genellikle yankı sirenlerine ve düşük frekanslı alıcılara yerleştirilirler. Ayrıca modeller dönüştürücüler için uygundur. Çapı 4,5 cm ve üzeri mıknatıslar kullanılmaktadır.Standlar pirinç veya çelikten imal edilmektedir. Deşarj sırasındaki iletkenlik 5,2 Mk'den fazla değildir.

Bazı modifikasyonlar üst yar ile birlikte kullanılır. Kural olarak, standın üzerinde bulunur. Ayrıca, tek kutuplu adaptörlere sahip yayıcılar olduğuna da dikkat edilmelidir. Solenoidler sadece yüksek iletkenliğe sahip onlar için uygundur. Cihazın üst kısmında birkaç halka kullanılmıştır. Deşarj hassasiyeti yaklaşık 10 mV'dir. Direnç kapasitörlerindeki değişiklikleri düşünürsek, toplam direnç seviyeleri maksimum 55 ohm'a ulaşır.

Çift sarma modeli

Çift sargılı yayıcılar (ultrasonik) son zamanlarda bir amplifikatör ile üretilmiştir. Bu tür cihazlar dönüştürücülerde aktif olarak kullanılmaktadır. Bazı yayıcılar çift kapasitörlerle yapılır. Sargılar geniş bir bantla kullanılır. Çubuklar 1,3 cm çapından itibaren uygundur Terminallerin iletkenliği en az 5 mikron olmalıdır. Cihazların frekansı birçok faktöre bağlıdır. Her şeyden önce, çubuğun çapı dikkate alınır. Ayrıca genişleticilerin astarlı ve astarsız kullanıldığına da dikkat edilmelidir.

Kendin yap reflektör tabanlı yayıcılar

Reflektörlerden kendi ellerinizle bir ultrasonik yayıcı yapabilirsiniz. Her şeyden önce, bir neodimyum mıknatıs hazırlanır. Stand yaklaşık 4,5 cm genişliğinde kullanılır, darbenin sadece çubuktan sonra takılmasına izin verilir. Mıknatısın astar üzerine sabitlendiği ve bir halka ile kapatıldığı da unutulmamalıdır.

Cihaz için terminaller iletken tipi olarak seçilir. Deşarj sırasındaki iletkenlik yaklaşık 6 mikron olmalıdır. Bu tip yayıcılar için toplam direnç seviyesi 55 ohm'dan fazla değildir. Kondansatörler kullanılır farklı tip. Doğrudan reflektörler küçük kalınlıkta seçilir. Elemanları takmak için, film üzerinde bükülmüş çubuğun üst kısmını kullanmanız gerekecek. Bu durumda terminallerin üst üste gelmemesi önemlidir.

Yankı sirenleri için cihazlar

Yankı sirenleri için yayıcılar (ultrasonik) iyi iletkenliğe sahiptir. Standart model için çubuğun çapı 2,4 cm'dir Halkalar genellikle dar tipte kullanılır. modern modeller konik desteklerle yapılmıştır. Hafiftirler ve yüksek nem koşullarında çalışabilirler. Farklı çaplarda solenoidler kullanılmaktadır. Cihazların altına elektrik bandı sarılmalıdır. Gerekirse, yankı sireni için yayıcı bağımsız olarak yapılabilir. Bu amaç için kapasitörler iki kanallı tipte kullanılır. 2,2 cm çubuğa sahip bir cihazı düşünürsek, toplam direnç seviyesi 45 ohm olacaktır.

Balık bulucular için modifikasyonlar

Balık bulucuları için emitörler (ultrasonik) farklı iletkenliğe sahip uçlarla üretilir. En popüler olanı, adaptörlerle ve 12 mV hassasiyetle yapılan değişikliklerdir. Bazı cihazlar kompakt tek kanallı kapasitörlerle donatılmıştır. Yüklendiklerinde iletkenlikleri 2 mikrondur. Emitörler üzerindeki mıknatıslar farklı çaplarda kurulur.

Çoğu model alçak ayaklarla yapılır. Cihazların yüksek frekans ile ayırt edildiğine de dikkat edilmelidir. Terminaller iyi iletkenliğe sahiptir, ancak bu durumda çok şey çubuğun kalınlığına bağlıdır. Sarımın üst kısmına koruyucu halkalar yerleştirilmiştir. Yayıcının iletkenliğini artırmak için 15 mV hassasiyete sahip terminaller kullanılır.

Düşük empedanslı modeller

Düşük hava nemlendiricisi için ultrasonik yayıcı, kompakt boyutuyla dikkat çekiyor. 0,2 cm kalınlığında sargılar kullanılır Mıknatıslar ayaklıklara veya astarlara takılır. Terminaller cihazın üstüne sabitlenmiştir. Standart modifikasyon üç kapasitör içerir.

Toplam direnç göstergesi 30 ohm'dan fazla değil. Bazı modellerde kapasitörler iki kanallı tipte kullanılır. Bu durumda iletkenlik yaklaşık 2 mikrondur. Büyük çaplı çubuklarla yapılan modifikasyonlar da vardır. Yankı sirenlerinde kullanılırlar. Yayıcıların çoğu dönüştürücüler için özel olarak yapılır. Kelepçe halkaları kauçuk veya plastikten yapılmıştır. Ortalama olarak, modifikasyonun çubuk çapı 2,2 cm'dir.

Yüksek empedanslı cihazlar

Bu tür değişiklikler, kural olarak alıcılar için yapılır. Toplam iletkenlik seviyeleri 4 mikrondur. Çoğu cihaz kontak terminallerinden çalışır. Ayrıca 15 mV hassasiyete sahip cihazlar olduğunu da belirtmek gerekir. Değiştirme için kapasitörler üç kanallı tipte seçilir. Dirençli modeller de vardır. 55 ohm'dan başlayan ortak bir direnç seviyesine sahiptirler. Güçlü bir ultrasonik yayıcı üzerindeki mıknatıslar yalnızca neodim tipinde kurulur. Ortalama parça çapı 4,5 cm dir.Standlar kaplamalı veya koruyucu izolasyon filmli olarak üretilebilir.

Tek bağlantılı kapasitörlü modeller

Bu tip cihazlar 5 mikron seviyesinde iletkenlik sağlayabilmektedir. Oldukça yüksek hassasiyete sahiptirler. Ultrasonik dönüştürücü üzerindeki çubuklar 2 cm veya daha büyük çapta takılır, sargılar sadece lastik halkalarla kullanılır. Cihazların alt kısmında dipol terminaller kullanılmaktadır. Yüklendiğinde toplam direnç seviyesi 5 ohm'dur. Kapasitörlerin, genişleticiler aracılığıyla yayıcılara takılmasına izin verilir. yenileme için düşük frekanslar adaptörler kullanılır.

Gerekirse, iki kapasitörde değişiklik yapabilirsiniz. Bunun için terminaller 2,2 mikron iletkenlikte kurulur. Çubuk küçük çaplı seçilir. Kısa bir alüminyum alaşımlı sehpanın gerekli olduğu da belirtilmelidir. Terminaller için yalıtım olarak elektrik bandı kullanılır. Vericinin tepesine iki halka takılır. Kondansatörler doğrudan bir dipol genişletici aracılığıyla monte edilir. Toplam direnç seviyesi 35 ohm'u geçmemelidir. Hassasiyet, terminallerin iletkenliğine bağlıdır.

Bir ultrasonik dönüştürücü, güçlü ultrasonik dalgaların bir üreticisidir. Bildiğimiz gibi, bir kişi ultrasonik frekansı duymaz ama vücut onu hisseder. Yani ultrasonik frekans insan kulağı tarafından algılanır ancak beynin işitmeden sorumlu belirli bir bölümü bu ses dalgalarını deşifre edemez. Ses sistemlerini kuranlar, yüksek frekansın işitmemiz için çok rahatsız edici olduğunun farkında olmalıdır, ancak frekansı daha da yüksek bir seviyeye (ultrasonik aralık) yükseltirsek, o zaman ses kaybolacaktır, ama aslında öyledir. Beyin, başarısız bir şekilde sesi çözmeye çalışacak ve bu da baş ağrısı, mide bulantısı, kusma, baş dönmesi vb. ile sonuçlanacaktır.

Ultrasonik frekans uzun zamandır bilim ve teknolojinin çeşitli alanlarında kullanılmaktadır. Ultrason kullanarak metali kaynaklayabilir, yıkayabilir ve çok daha fazlasını yapabilirsiniz. Ultrason, tarım makinelerinde kemirgenleri kovmak için aktif olarak kullanılmaktadır, çünkü birçok hayvanın vücudu ultrasonik aralıkta kendi türleri ile iletişim kurmaya uyarlanmıştır. Ultrason jeneratörlerini kullanarak böcekleri kovmakla ilgili veriler de var, birçok şirket bu tür elektronik kovucular üretiyor. Ve yukarıdaki şemaya göre böyle bir cihazı bağımsız olarak monte etmenizi öneririz:

Oldukça basit bir ultrasonik tabancanın tasarımını düşünün yüksek güç. D4049 çipi, ultrasonik frekans sinyal üreteci olarak çalışır, 6 lojik invertöre sahiptir.

Mikro devre, yerli bir analog K561LN2 ile değiştirilebilir. Frekansı ayarlamak için 22k'lik bir regülatör gereklidir, 100k'lik direnç 22k ile değiştirilirse ve 1.5nF kapasitör 2.2-3.3nF ile değiştirilirse işitilebilir bir aralığa düşürülebilir. Mikro devreden gelen sinyaller, yalnızca 4 orta güçlü bipolar transistör üzerine kurulu olan çıkış aşamasına beslenir. Transistör seçimi kritik değildir, asıl mesele, parametreler açısından mümkün olduğunca yakın olan tamamlayıcı çiftleri seçmektir.

Bir radyatör olarak, tam anlamıyla 5 watt veya daha fazla güce sahip herhangi bir RF başlığını kullanabilirsiniz. Ev içi için 5GDV-6, 10GDV-4, 10GDV-6 gibi kafaları kullanabilirsiniz. Bu tür tweeter'lar şurada bulunabilir: akustik sistemler SSCB üretimi.

Sadece vücuttaki her şeyi düzenlemek için kalır. Ultrasonik sinyali yönlendirmek için metal bir reflektör kullanmanız gerekir.

Buluş, ultrasonik teknolojiye, özellikle yoğunlaştırma için cihazlara ilişkindir. teknolojik süreçler sıvı ortamda ve makine yapımı, elektronik, ilaç, alet yapımı ve nükleer enerji endüstrilerinde kullanılabilir. MADDE: ultrasonik piezoseramik dönüştürücü, yayılan zarının açık deliğine monte edilmiş en az bir yayıcıya sahip bir yuva içerir; agresif ortamlarda çalışma, muhafaza, yayıcı ve dalga kılavuzu titanyumdan yapılmıştır. Ve mahfazaya birkaç yayıcı takarken, aralarındaki mesafe tercihen ultrasonik titreşimlerin dalga boyunun dörtte birine eşit olarak seçilir. Mevcut buluş, dönüştürücünün tasarımını basitleştirir, agresif ortamlarda çalışırken ultrasonik titreşimlerin etkinliğini arttırır ve sondaj sıvısının sızmasına karşı mahfazanın güvenilir şekilde sızdırmazlığını sağlar. 4 wp f-ly, 4 hasta.

RF patenti 2448782'ye ilişkin çizimler

Buluş, ultrasonik teknolojiyle, yani sıvı ortamda teknolojik işlemlerin yoğunlaştırılması için cihazlarla ilgilidir: parça temizleme, ekstraksiyon, aşındırma, emprenye etme ve mühendislik, elektrik, elektronik, ilaç endüstrileri, enstrümantasyon ve nükleer enerjide kullanılabilir.

Bir sıvı ortamın dış etkisinden iç cihazlarının sızdırmazlık elemanlarının floroplastik veya kauçuk contalar şeklinde yapıldığı bir dizi ultrasonik piezoelektrik dönüştürücü bilinmektedir. Hepsinin ortak bir dezavantajı vardır: güçlü piezoelektrik dönüştürücülere monte edildiklerinde, ultrasonun etkisi altında zamanla yok edilirler, bunun sonucunda mahfazaya sıvı sızar ve yayıcılar arızalanır. (Bkz. , yayın 09/10/1997)

Bu nedenle, tüm bu tür dönüştürücüler sınırlı kullanımdadır.

Ayrıca, bir piezoelektrik plaka, bir zar ve dönüştürücüyü banyoya sabitlemek için bir eleman içeren, bir banyodaki bir sıvının seslendirilmesi için dalgıç bir ultrasonik güç çevirici bilinmektedir. Dönüştürücünün iç boşluğunu sıvı sızıntısına karşı yalıtmak için mahfaza oluğuna takılı bir sızdırmazlık halkası kullanılır. Daha geniş bir sondaj alanını kapsamak için, birkaç transdüser tek sıra halinde bir banyoda birleştirilir. Ancak bu dönüştürücüde bile, sızdırmazlık halkasının aşınması ve dişli bağlantının gevşemesi nedeniyle sıvı mahfazanın iç boşluğuna girebileceğinden sızdırmazlık sorunu çözülmemiştir. (30 Mart 1994'te yayınlanan, 2009720 numaralı buluş için RF patentine bakın, B06B 1/06 "Banyoda sonikasyon sıvısı için ultrasonik yüksek frekanslı dönüştürücü")

Ayrıca, bir sıvıyı seslendirmek için bir ultrasonik piezoseramik transdüser bilinmektedir; bu transdüser, bir ışıma pedi, bir piezoelektrik paket, bir takviye pimi, bir flanş, bir O-halkası, bir somun, bir banyoya takmak için bir pim, akustik olarak dekuplaj eden bir membran içerir. bir çıkıntı ve bir damper. Bu durumda, membranın flanşı ve çıkıntısı kaynakla sağlam bir şekilde birbirine bağlanır. Ek sızdırmazlık, somunu saplama boyunca hareket ettirerek banyonun tabanına çekilen kauçuk veya floroplastik bir halka ile gerçekleştirilir.

Eğilme titreşimlerinin görünümüne karşı sönümleme, plastik bir halka ile gerçekleştirilir. (Bkz. SSCB Yazar sertifikası No. 1622025, B06B 1/06 "Sıvının sonikasyonu için ultrasonik piezoseramik dönüştürücü", yayın 23.01.1991)

Bu tasarımın ana dezavantajı, dönüştürücünün küvetin dibine bağlanmasının karmaşıklığıdır, ayrıca conta olarak kullanılan kauçuk veya floroplastik halka, dönüştürücünün özellikle ses çıkardığı sıvıdan uzun süreli güvenilir bir şekilde sızdırmazlığını sağlamaz. agresif bir asit veya alkali çözeltisi durumu.

Ayrıca, bir kaynak ve dişli bağlantı şeklinde yapılmış bağlantı elemanı ile kabın tabanının dışına monte edilmiş bir yayıcıya sahip bir ultrasonik piezoseramik dönüştürücü bilinmektedir. (Bkz. Faydalı Model Sertifikası RF No. 35250, IPC B06B 1/06, yayın 10.01.2004.) Bu ultrasonik piezoseramik dönüştürücü, dibine söz konusu dönüştürücünün yerleştirildiği bir kap da dahil olmak üzere bir sıvıyı arıtmak için bir cihazda kullanılır. dışarıdan bağlanır. Bu durumda, sabitleme elemanı, kaynakla tankın tabanına sağlam bir şekilde sabitlenmiş, iç dişli bir manşon şeklinde yapılır ve yayıcıya, manşonun içine vidalanma olasılığı olan bir dış diş sağlanır. tankın dibinde durur. Bu cihazda çizimden de anlaşılacağı üzere emitörler tankın dibine dışarıdan takılarak sızdırmazlık sorunu tamamen çözülmektedir. Bununla birlikte, bu durumda, ultrasonik titreşimlerin yoğunluğunun kaybolmasını önlemek mümkün değildir, çünkü ikincisi, ilk olarak damar duvarı boyunca iletilir ve ikincisi, dişli bağlantıda zorunlu olarak bir uç boşluk oluşur; Kısmi radyasyon gücü kaybı da gözlemlenecektir, çünkü tankın tabanının yüzeyi ile emitörün ucunun tam olarak oturması neredeyse imkansızdır.

Bu nedenle, dişli bağlantıyı ortadan kaldırarak tasarımı basitleştirmek gerekir. Buluşun amacı, analogların ve prototiplerin eksikliklerini ortadan kaldırmak, yani dönüştürücünün sondaj sıvısının sızmasına karşı tamamen sızdırmazlığını sağlamak ve çalışma sıvısına mümkün olan maksimum radyasyon gücünü elde etmektir.

Sorun, aynı anda ultrasonik dönüştürücünün zarının bükülme titreşimlerini nötralize ederken, ürünleri işlemek için kapta bulunan sıvının kendisinin doğrudan seslendirilmesiyle çözülür.

Sıvıdaki ultrasonik titreşimlerin yoğunluğunda eşzamanlı bir artışla transdüserin tasarımının basitleştirilmesinden oluşan teknik sonuç, yayılan zarın açık deliğine en az bir yayıcı takılması nedeniyle elde edilir. dalga kılavuzunun sesli sıvı ile doğrudan temas etme olasılığı ile mahfazanın membran tabanı, bu durumda, düşük akustik dirençli bir malzemeden (titanyum) yapılmış dalga kılavuzu, kaynaklı bir dikişle dönüştürücü kasasına hermetik olarak bağlanmıştır. gerçekleştirir ek fonksiyon yayılan membranın bükülme titreşimlerini sönümlemek için sönümleyici. Yayıcının gövdesine kaynaklı bir dikişle yüksek kaliteli bir bağlantı sağlamak için, dalga kılavuzu, membran tabanının açıklığını tüm çevre boyunca 2 oranında kaplayan bir omuz şeklinde bir baş ile T şeklinde yapılır. -5 mm, aynı metalden homojen bir bağlantı bölgesi oluşturur ve titanyumdan yapılmış yayıcı dalga kılavuzu, agresif ortamlarda kullanılmasını mümkün kılar ve en önemlisi, titanyumun düşük bir akustik dirence sahip olması, güç kaybını en aza indirmeye yardımcı olur. sesli sıvı ile temas halinde yayıcı dalga kılavuzundaki ultrasonik titreşimlerin.

Ultrasonik piezoseramik dönüştürücü, ek maddeler de dahil olmak üzere istemlerde yansıtılan önerilen özellikler kümesi bilgi kaynaklarında bulunmadığından yenidir.

Teknik bir çözüm olarak önerilen ultrasonik piezoseramik güç çevirici, buluş aşamasına sahiptir. Gerçek şu ki, endüstride, özellikle ısı değişim sistemlerinde, asitler ve alkaliler şeklinde agresif ortam çözeltileri kullanırken, parçaların ve mekanizmaların yüzeylerinden kalıcı tuz birikintilerini ve çeşitli ölçekleri çıkarmak genellikle gereklidir. Bu tür zararlı birikintileri gidermek için güçlü ultrasonik radyasyon gereklidir, aynı zamanda ultrasonik dönüştürücü kompakt bir şekle sahip olmalı ve agresif ortamlara dayanmalıdır. Önerilen ultrasonik piezoseramik dönüştürücü bu gereksinimleri karşılar. Dönüştürücü mahfazasının zarı üzerindeki yayıcıların yüksek yoğunluğu, titanyumun düşük akustik direnci ve yayıcı dalga kılavuzlarının çalışma yüzeyinin sesli sıvıya doğrudan maruz kalması, yoğunlukta fiziksel olarak mümkün olan minimum kaybı sağlamayı mümkün kılar. ultrasonik titreşimler ve kavitasyon etkisinin mümkün olan maksimum gücü, işlenmiş yüzeylerden zararlı birikintileri gidermek için.

Önerilen teknik çözüm açık değildir, çünkü yukarıda açıklanan şekilde yapılan kaynak, yalnızca yayıcı dalga kılavuzunu dönüştürücü kasasına bağlamak için bir eleman olarak kullanılmaz, aynı zamanda bir bükülme titreşimi sönümleyici olarak da işlev görür. Böylece, iki işlev: bükülme titreşimlerinin sabitlenmesi ve sönümlenmesi tek bir özellikte birleştirilir, bu da ultrasonik dönüştürücünün basitleştirilmesine ve aynı zamanda ultrasonik radyasyonun yoğunluğunun artmasına yol açar.

Belirtilen yapısal farklılık ve fonksiyon kombinasyonu, önerilen ultrasonik piezoseramik dönüştürücünün açık olmadığını ve orijinalliğini gösteren bilgi, bilimsel ve teknik literatür ve patent materyallerinde bulunamadı. Bize göre belirtilen fark, geleneksel mühendislik tasarımı yöntemine atfedilemez.

Prototiplerin üretimi ve test edilmesi, performanslarını gösterdi ve "endüstriyel uygulanabilirlik" kriterine karşılık gelen, buluşun açıklamasında belirtilen teknik sonucun alındığını doğruladı.

Dönüştürücü mahfazası sızdırmaz bir tasarıma sahiptir ve dalgıç model olarak kullanılabilir, ancak çalışma tankının tabanına da monte edilebilir.

Buluş çizimlerle gösterilmektedir, burada Şekil 1 ultrasonik piezoseramik güç çeviricinin mahfazasını yerel bir yırtma ile göstermektedir (yandan görünüm), Şekil 2 yayıcılar bir sıra halinde düzenlenmiş bir ışıma zarı göstermektedir, Şekil 3 yayıcılar içine yerleştirilmiş yayıcılar ile bir ışıma zarı göstermektedir. iki sıra, şekil 4 yansıtır Genel form enine kesit vericili açık kaplar için dönüştürücü. Ultrasonik piezoseramik dönüştürücü, alt kısmında yapılmış açık delikli 3 bir mahfaza 1 veya omuzlu T şeklinde bir ses ileten dalga kılavuzu 5 dahil olmak üzere içine en az bir piezoseramik radyatörün 4 takıldığı ışıma zarı 2 içerir. Şekil 6 ve bir ışıma yüzeyi 7, bir piezoelektrik elemanlar 8 paketi, bir takviye pimi 9 ve bir çelik somun 10. Yayıcının 4 ses ileten dalga kılavuzu 5, tabanın deliğine 3 veya ışıma zarına 2 serbestçe sokulmuştur ( Şekil 4), bir omuz (6) vasıtasıyla yayılan membrana veya tankın tabanına kaynaklı bir dikişle (11) bağlanır. Her durumda, yayılan yüzey (7), dalga kılavuzu (5) sesli sıvı ile doğrudan temas halindedir; ultrasonik titreşimlerin yoğunluğunu arttırır. Kaynak, inert gaz ortamında argon ark kaynağı ile gerçekleştirilir. Emitör 4'ün ışıma membranı 2 veya tankın tabanı ile yüksek kaliteli kaynaklı bağlantısını ve bükülme titreşimleri için bir sönümleyici olarak dikişin güvenilir çalışmasını sağlamak için, boncukların çapı 4-10 mm daha büyük olmalıdır. emitörün çapı d 2, yani. kordon 6, tüm çevresi boyunca delik 3 ile en az 2 mm örtüşmelidir ve d3 dikişinin dış çapı, kordon 6 çapından 10–12 mm daha büyük veya genişliği 5–6 mm olmalıdır. Omuz 6'nın kalınlığı 0,8-1,0 mm aralığındadır ve mahfazanın 1 duvar kalınlığına eşittir. Tüm boyutlar deneysel olarak seçilmiştir ve ultrasonik titreşimlerin ses sıvısına maksimum iletilmesi olasılığından kaynaklanmaktadır. işlenmiş yüzeylerden birikintilerin veya kirecin etkili bir şekilde çıkarılmasını sağlamak için.

Maksimum ultrason iletkenliği ve agresif izlerde dönüştürücü çalışma olasılığını sağlamak için gövdesi, emitörü ve dalga kılavuzu titanyumdan yapılmıştır; Ayrıca titanyum dalga kılavuzunun, bir reflektör görevi gören çelik somundan (10) daha düşük bir akustik dirence sahip olması nedeniyle, yayılan yüzey (7) üzerindeki salınım genliği daha yüksek olacaktır, yani. yayıcı 4, akustik enerjinin sesli sıvıya akışını artırarak tek yönlü radyasyon modunda çalışır.

Büyük boyutlarda kap veya dönüştürücünün ışıma zarı 2 ile, yüzeylerine bir (şekil 2) veya birkaç sıra (şekil 3) halinde birkaç yayıcı 4 monte edilebilir. Paketin (8) piezoelektrik elemanlarına elektrik sağlamak için bir fiting (12) sağlanmıştır ve dönüştürücünün gövdesini (1) sabitlemek için, işleme yerine köşeler (13) yerleştirilmiştir.

Ultrasonik seramik piezotransdüser aşağıdaki gibi çalışır.

Jeneratör (Şekil'de gösterilmemiştir), bağlantı parçası 13 aracılığıyla ultrasonik frekansın (20-25 kHz) elektrik salınımlarını piezoelektrik etkinin etkisi altında piezoelektrik elemanlar 8 paketine sağladığında, elektrik enerjisi dönüştürülür. ses ileten titanyum dalga kılavuzu 5 aracılığıyla, yayılan yüzey 7 doğrudan sondaj sıvısına girerek kavitasyonuna neden olan mekanik titreşimlerin enerjisine. Kavitasyonun etkisi altında, çıkarılan birikintilerin ve pulların yapışma kuvvetlerinin üstesinden gelinmesi nedeniyle, sondaj sıvısının aktif bir karışımı ve içindeki mikro patlamalar vardır.

Yoğun ve tek biçimli bir ultrasonik alan yaratmak için yayıcılar 4 oldukça yoğun bir şekilde yerleştirilmelidir, tercihen aralarındaki mesafe dalga boyunun dörtte birine eşit seçilir, yani. /4.

Önerilen dönüştürücünün yukarıdaki tüm tasarım farklılıkları ve geliştirdiği ultrasonik titreşimlerin maksimum verimlilikte 2,4-2,7 W / cm2'lik yoğunluğu, teknolojik olarak oluşturulmuş bu tür zararlı kaplamaların yapışma kuvvetlerinin üstesinden gelmeyi mümkün kılar. tuz birikintileri veya ölçek.

Önerilen güç çevirici, ultrasonik banyolarda ve buluşun açıklamasında belirtilen teknik sonucu elde etmek için imal edilen ve test edilen daldırılmış bir ultrasonik piezoseramik dönüştürücünün tasarımında uygulanmaktadır, yani; verimli oldukları, üretimlerinin kolay olduğu, sondaj sıvısının sızmasına ve yüksek yoğunluklu ultrasonik titreşimlere karşı gövdenin güvenilir sızdırmazlığını sağladıkları onaylanmıştır.

Bilgi kaynakları

1. Faydalı model No. 84971 için RF patenti, MKI B06B 1/06, G01F 1/66, yayın. 01/21/2009

3. ABD patenti No. 4957669, B068B 3/00, yayın. 18 Eylül 1990

4. Başvuru E11B 0420190, B068B 1/06, H04R 17/00, yayın. 04/03/1991

5. Federal Almanya Cumhuriyeti Başvurusu No. 4014199, B06B 1/06, H04R 17/100, yayın. 22.11.1990

İDDİA

1. Ultrasonik titreşimlerin bir dalga kılavuzu ile kaynak kullanılarak içine monte edilmiş bir yayıcıya sahip bir mahfaza içeren bir ultrasonik piezoseramik dönüştürücü olup, özelliği, en az bir yayıcının ön yayan membrandaki veya muhafazanın altındaki bir açık deliğe monte edilmiş olmasıdır. akustik olarak şeffaf malzemeden yapılmış dalga kılavuzu, bir bükülme titreşim sönümleyicinin ek işlevini yerine getiren bir kaynakla dönüştürücü kasasına hermetik olarak bağlanırken, dalga kılavuzunun yayılan yüzeyinin sesli sıvı ile doğrudan temas olasılığı.

2. İstem l'e göre ultrasonik piezoseramik dönüştürücü olup, özelliği gövdesinin ve yayıcı dalga kılavuzunun titanyumdan veya paslanmaz çelikten yapılmış olmasıdır.

3. İstem 1'e göre bir ultrasonik piezoseramik dönüştürücü olup, özelliği, ultrasonik titreşimler yayıcının dalga kılavuzunun, onu dönüştürücü mahfazasına takmak için bir manşon şeklinde bir kafa ile T şeklinde olması ve manşonun etrafındaki deliği örtmesidir. tüm çevre 2-5 mm.

4. İstem l'e göre ultrasonik piezoseramik dönüştürücü olup, özelliği, dalga kılavuzu omzunu dönüştürücü mahfazasına bağlayan kaynağın genişliğinin 5-6 mm olmasıdır.

5. İstem l'e göre ultrasonik piezoseramik dönüştürücü olup, özelliği mahfazaya birkaç yayıcı yerleştirildiğinde, aralarındaki mesafenin tercihen ultrasonik titreşimlerin dalga boyunun yaklaşık dörtte biri kadar olmasıdır.