Καθένας από εμάς έχει ακούσει επανειλημμένα την έκφραση "υπερηχογράφημα" - σε αυτό το άρθρο θα δούμε τι είναι, πώς δημιουργείται και σε τι χρησιμεύει.
Η έννοια του "υπερήχου"
Ο υπέρηχος είναι μηχανικοί κραδασμοί που είναι πολύ υψηλότεροι από το εύρος συχνοτήτων που ακούει το ανθρώπινο αυτί. Οι ταλαντώσεις των υπερήχων θυμίζουν κάπως κύμα παρόμοιο με το φως. Όμως, σε αντίθεση με τα κύματα τύπου φωτός, που διαδίδονται μόνο στο κενό, ο υπέρηχος χρειάζεται ένα ελαστικό μέσο - ένα υγρό, αέριο ή οποιοδήποτε άλλο στερεό σώμα.
Βασικές παράμετροι υπερήχων
Οι κύριες παράμετροι ενός υπερηχητικού κύματος θεωρούνται το μήκος κύματος και η περίοδος. Ο χρόνος που χρειάζεται για έναν πλήρη κύκλο ονομάζεται περίοδος κύματος και μετράται σε δευτερόλεπτα.
Ο εκπομπός υπερήχων θεωρείται ότι είναι η πιο ισχυρή γεννήτρια υπερηχητικών κυμάτων. Ένα άτομο δεν μπορεί να ακούσει τη συχνότητα υπερήχων, αλλά το σώμα του μπορεί να το αισθανθεί. Με άλλα λόγια, το ανθρώπινο αυτί αντιλαμβάνεται τη συχνότητα υπερήχων, αλλά το τμήμα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για την ακοή δεν είναι σε θέση να αποκρυπτογραφήσει αυτό το ηχητικό κύμα. Δυσάρεστο για την ανθρώπινη ακοήυψηλή συχνότητα, αλλά αν αυξήσετε τη συχνότητα κατά ένα ακόμη εύρος, τότε ο ήχος θα εξαφανιστεί εντελώς - παρά το γεγονός ότι βρίσκεται στη συχνότητα υπερήχων. Και ο εγκέφαλος καταβάλλει προσπάθειες για να το αποκωδικοποιήσει ανεπιτυχώς, εξαιτίας αυτού, ένα άτομο έχει έναν τρομερό πονοκέφαλο, ζάλη, ναυτία και άλλες όχι πολύ ευχάριστες αισθήσεις.
Γεννήτριες δονήσεων υπερήχων χρησιμοποιούνται σε όλους τους τομείς της τεχνολογίας και της επιστήμης. Για παράδειγμα, ο υπέρηχος μπορεί όχι μόνο να πλύνει τα ρούχα, αλλά και να συγκολλήσει μέταλλο. Στον σύγχρονο κόσμο, ο υπέρηχος χρησιμοποιείται ενεργά στα γεωργικά μηχανήματα για την απώθηση των τρωκτικών, καθώς το σώμα των περισσότερων ζώων είναι προσαρμοσμένο να επικοινωνεί με το δικό τους είδος σε συχνότητα υπερήχων. Πρέπει επίσης να ειπωθεί ότι η γεννήτρια υπερήχων είναι επίσης ικανή να απωθεί έντομα - σήμερα πολλοί κατασκευαστές παράγουν αυτού του είδους τα ηλεκτρονικά απωθητικά.
Ποικιλίες υπερηχητικών κυμάτων
Τα υπερηχητικά κύματα δεν είναι μόνο εγκάρσια ή διαμήκη, αλλά και επιφανειακά και κύματα Lamb.
Τα εγκάρσια υπερηχητικά κύματα είναι κύματα που κινούνται κάθετα στο επίπεδο της κατεύθυνσης των ταχυτήτων και των μετατοπίσεων των σωματιδίων του σώματος.
Τα διαμήκη υπερηχητικά κύματα είναι κύματα των οποίων η κίνηση συμπίπτει με την κατεύθυνση των ταχυτήτων και των μετατοπίσεων των σωματιδίων του μέσου.
Το κύμα Lamb είναι ένα ελαστικό κύμα που διαδίδεται σε ένα συμπαγές στρώμα με ελεύθερα όρια. Σε αυτό το κύμα συμβαίνει η ταλαντωτική μετατόπιση των σωματιδίων τόσο κάθετα στο επίπεδο της πλάκας όσο και προς την κατεύθυνση της κίνησης του ίδιου του κύματος. Είναι το κύμα του αρνιού -αυτό είναι ένα κανονικό κύμα σε πλατίνα με ελεύθερα όρια.
Τα υπερηχητικά κύματα Rayleigh (επιφανειακά) είναι κύματα με ελλειπτική κίνηση σωματιδίων που διαδίδονται στην επιφάνεια ενός υλικού. Η ταχύτητα ενός επιφανειακού κύματος είναι σχεδόν το 90% της ταχύτητας ενός εγκάρσιου κύματος και η διείσδυσή του στο υλικό είναι ίση με το ίδιο το μήκος κύματος.
Χρήση υπερήχου
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ποικιλόμορφη χρήση του υπερήχου, στην οποία χρησιμοποιούνται τα πιο διαφορετικά χαρακτηριστικά του, μπορεί να χωριστεί υπό όρους σε τρεις τομείς:
- λαμβάνω πληροφορίες;
- ενεργό αποτέλεσμα στην ουσία;
- επεξεργασία και μετάδοση σήματος.
Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι για κάθε συγκεκριμένη εφαρμογή είναι απαραίτητο να επιλέγετε υπερηχογράφημα συγκεκριμένου εύρους συχνοτήτων.
Η επίδραση του υπερήχου στην ύλη
Εάν ένα υλικό ή ουσία πέσει κάτω από την ενεργό επίδραση υπερηχητικών κυμάτων, τότε αυτό οδηγεί σε μη αναστρέψιμες αλλαγές σε αυτό. Αυτό οφείλεται σε μη γραμμικά εφέ στο ηχητικό πεδίο. Αυτός ο τύπος πρόσκρουσης στο υλικό είναι δημοφιλής στη βιομηχανική τεχνολογία.
Λήψη πληροφοριών με χρήση μεθόδων υπερήχων
Οι μέθοδοι υπερήχων χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα σε διάφορα είδη επιστημονικής έρευνας για τη διεξοδική μελέτη της δομής και των ιδιοτήτων των ουσιών, καθώς και για την πλήρη κατανόηση των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα σε αυτές σε μικρο και μακρο επίπεδο.
Όλες αυτές οι μέθοδοι βασίζονται κυρίως στην εξάρτηση της ταχύτητας διάδοσης και της εξασθένησης των ακουστικών κυμάτων από το τι συμβαίνει σε αυτέςδιεργασίες και ιδιότητες των ουσιών.
Επεξεργασία και μετάδοση σήματος
Γεννήτριες υπερήχων χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή και αναλογοποίηση διαφόρων ειδών ηλεκτρικών σημάτων σε όλους τους κλάδους της ραδιοηλεκτρονικής και για τον έλεγχο φωτεινών σημάτων στην οπτική και την οπτοηλεκτρονική.
Φτιάξτο μόνος σου μορφοτροπέας υπερήχων
Στον σύγχρονο κόσμο, η γεννήτρια υπερήχων χρησιμοποιείται ευρέως. Για παράδειγμα, στη βιομηχανία, τα λουτρά υπερήχων χρησιμοποιούνται για να καθαρίσουν γρήγορα και αποτελεσματικά κάτι. Πρέπει να ειπωθεί ότι αυτή η μέθοδος καθαρισμού έχει αποδειχθεί μόνο από την καλύτερη πλευρά. Σήμερα, η γεννήτρια υπερήχων κερδίζει δημοτικότητα και σε άλλες εφαρμογές.
Συγκεντρώνουμε ένα κύκλωμα UZG για να τρομάξουμε τα σκυλιά
Πολλοί κάτοικοι των μεγαλουπόλεων της χώρας αντιμετωπίζουν καθημερινά ένα μάλλον απτό πρόβλημα να συναντήσουν μια αγέλη αδέσποτων σκύλων. Είναι αδύνατο να προβλεφθεί η συμπεριφορά του κοπαδιού εκ των προτέρων, οπότε η UZG θα έρθει στη διάσωση εδώ.
Σε αυτό το άρθρο θα αναλύσουμε πώς να φτιάξετε μια γεννήτρια υπερήχων με τα χέρια σας.
Για να δημιουργήσετε έναν υπέρηχο στο σπίτι, θα χρειαστείτε τις ακόλουθες λεπτομέρειες:
- πλακέτα κυκλώματος;
- mirkoschema;
- στοιχεία ραδιοτεχνικής.
Δεν θα είναι δύσκολο να συναρμολογήσετε το κύκλωμα μόνοι σας. Για να μπορέσετε να ελέγξετε τους παλμούς, είναι απαραίτητο να στερεώσετε το μικροκύκλωμα ραδιοεξάρτημα στα συγκεκριμένα πόδια με ένα συγκολλητικό σίδερο.
Ας αναλύσουμε την κατασκευήγεννήτρια συχνότητας υπερήχων υψηλής ισχύος. Το μικροκύκλωμα D4049, το οποίο διαθέτει 6 λογικούς παρεμβολείς, λειτουργεί ως γεννήτρια συχνότητας υπερήχων.
Το ξένο μικροκύκλωμα μπορεί να αντικατασταθεί με ένα ανάλογο της εγχώριας παραγωγής K561LN2. Για να ρυθμίσετε τη συχνότητα, απαιτείται ρυθμιστής 22k, με τη βοήθεια των ΗΠΑ του μπορεί να μειωθεί σε μια ακουστική συχνότητα. Το στάδιο εξόδου, χάρη σε 4 βιοπολικά τρανζίστορ μέσης ισχύος, λαμβάνει σήματα από το μικροκύκλωμα. Δεν υπάρχουν ειδικές προϋποθέσεις για την επιλογή τρανζίστορ, το κύριο πράγμα εδώ είναι να επιλέξετε συμπληρωματικά ζεύγη που να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά από άποψη παραμέτρων.
Σχεδόν κάθε κεφαλή RF που έχει ισχύ 5 Watt ή περισσότερο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καλοριφέρ. Η ιδανική επιλογή θα ήταν οικιακές κεφαλές όπως 10GDV-6, 10GDV-4 ή 5GDV-6, μπορούν εύκολα να βρεθούν σε όλα τα ακουστικά συστήματα που κατασκευάζονται στην ΕΣΣΔ.
Το αυτοκατασκευασμένο κύκλωμα της γεννήτριας υπερήχων μένει μόνο να κρυφτεί στη θήκη. Ένας μεταλλικός ανακλαστήρας θα βοηθήσει στον έλεγχο της ισχύος της γεννήτριας υπερήχων.
Κύκλωμα γεννήτριας υπερήχων
Στον σύγχρονο κόσμο, συνηθίζεται να χρησιμοποιείται μια γεννήτρια υπερήχων για την απώθηση σκύλων, εντόμων, τρωκτικών, καθώς και για πλύσιμο υψηλής ποιότητας. Το UZG χρησιμοποιείται επίσης για να μειώσει σημαντικά τον χρόνο που δαπανάται για το πλύσιμο και τη χάραξη των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων. Οι χημικές διεργασίες στο υγρό προχωρούν πολύ πιο γρήγορα λόγω της σπηλαίωσης.
Το κύκλωμα USG βασίζεται σε δύο ορθογώνιες γεννήτριες παλμών και έναν ενισχυτή ισχύοςτύπου γέφυρας. Σε λογικά στοιχεία τύπου DD1.3 και DD1.4, είναι εγκατεστημένη μια συντονισμένη γεννήτρια παλμών υπερηχητικής συχνότητας σχήματος μαιάνδρου. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι η συχνότητα λειτουργίας του εξαρτάται άμεσα μόνο από τη συνολική αντίσταση των αντιστάσεων R4 και R6, καθώς και από την χωρητικότητα του πυκνωτή C3.
Θυμηθείτε τον κανόνα: όσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση αυτών των αντιστάσεων.
Στα στοιχεία DD1.1 και DD1.2, κατασκευάζεται μια γεννήτρια χαμηλής συχνότητας, η οποία έχει συχνότητα λειτουργίας 1 Hz. Οι γεννήτριες συνδέονται μεταξύ τους μέσω των αντιστάσεων R3 και R4. Για να επιτύχετε μια ομαλή αλλαγή στη συχνότητα της γεννήτριας υψηλής συχνότητας, πρέπει να χρησιμοποιήσετε πυκνωτή C2. Ένα μυστικό πρέπει επίσης να θυμόμαστε εδώ - εάν ο πυκνωτής C2 διακοπεί χρησιμοποιώντας το διακόπτη SA1, τότε η συχνότητα της γεννήτριας υψηλής συχνότητας θα γίνει σταθερή.
Η χρήση των υπερήχων: το ευρύτερο πεδίο εφαρμογής
Όπως όλοι γνωρίζουμε, ο υπέρηχος δεν χρησιμοποιείται πουθενά στον σύγχρονο κόσμο. Σίγουρα ο καθένας από εμάς τουλάχιστον μία φορά στη ζωή του υποβλήθηκε σε υπερηχογράφημα (υπερηχογραφική εξέταση). Πρέπει να προστεθεί ότι χάρη στον υπέρηχο οι γιατροί μπορούν να ανιχνεύσουν την εμφάνιση ασθενειών των ανθρώπινων οργάνων.
Το Ο υπέρηχος χρησιμοποιείται ενεργά στην κοσμετολογία για αποτελεσματικό καθαρισμό του δέρματος όχι μόνο από ρύπους και λίπος, αλλά και από το επιθήλιο. Για παράδειγμα, η υπερηχητική φωνοφόρηση χρησιμοποιείται με επιτυχία στα ινστιτούτα αισθητικής για διατροφή και καθαρισμό, καθώς και για ενυδάτωση και αναζωογόνηση του δέρματος. Η τεχνική της χρήσης υπερηχητικής φωνοφόρησης ενισχύει τους προστατευτικούς μηχανισμούς του δέρματος λόγω της δράσης ενός υπερηχητικού κύματος. Αισθητικές επεμβάσεις μεΗ χρήση υπερήχων θεωρείται καθολική και κατάλληλη για όλους τους τύπους δέρματος. Η υπερηχητική φωνοφόρηση αντηχεί θαύματα!
Η γεννήτρια ατμού υπερήχων χρησιμοποιείται ενεργά όχι μόνο σε τουρκικά χαμάμ, φινλανδικές σάουνες, αλλά και στα σύγχρονα ρωσικά λουτρά μας. Χάρη στον ατμό, το σώμα μας καθαρίζεται αποτελεσματικά από την αόρατη βρωμιά, το σώμα μας απαλλάσσεται από τις τοξίνες και τις τοξίνες, το δέρμα και τα μαλλιά επουλώνονται, ο ατμός έχει θετική επίδραση στο ανθρώπινο αναπνευστικό σύστημα.
Οι γεννήτριες τεχνητής ομίχλης χρησιμοποιούνται ενεργά για την αύξηση της υγρασίας του εσωτερικού αέρα, η οποία έχει ευεργετική επίδραση στο κλίμα στο διαμέρισμα. Αυτό γίνεται ιδιαίτερα σημαντικό την κρύα εποχή, όταν η κεντρική θέρμανση στεγνώνει τον αέρα. Οι τεχνητές γεννήτριες ομίχλης χρησιμοποιούνται τόσο σε οικιστικούς χώρους όσο και σε τεράριουμ ή χειμερινό κήπο. Οι ειδικοί συμβουλεύουν να έχουν μια γεννήτρια υπερήχων για άτομα με αναπνευστικές παθήσεις ή άτομα επιρρεπή σε αλλεργικές ασθένειες.
Συμπέρασμα
Στην οικιακή χρήση, μια γεννήτρια ατμού ή ομίχλης υπερήχων είναι μια πολύ χρήσιμη συσκευή που όχι μόνο θα δημιουργήσει άνεση και άνεση, αλλά θα μπορεί επίσης να εμπλουτίσει τον αέρα με αόρατες βιταμίνες, ελαφρά αρνητικά ιόντα αέρα, τα οποία είναι τόσο πολυάριθμα στην παραλία, στα βουνά ή στο δάσος και πολύ λίγα μέσα στα διαμερίσματά μας. Και αυτό, με τη σειρά του, θα βοηθήσει στην αύξηση της συναισθηματικής κατάστασης και στη βελτίωση της υγείας.
