هر یک از ما مکرراً عبارت "اولتراسوند" را شنیده ایم - در این مقاله به این خواهیم پرداخت که چیست، چگونه ایجاد می شود و برای چیست.
مفهوم "اولتراسوند"
اولتراسوند ارتعاشات مکانیکی است که بسیار بالاتر از محدوده فرکانسی است که گوش انسان می شنود. نوسانات اولتراسوند تا حدودی یادآور موجی شبیه به نور است. اما، برخلاف امواج نوع نور، که فقط در خلاء منتشر می شوند، اولتراسوند به یک محیط الاستیک نیاز دارد - مایع، گاز یا هر جسم جامد دیگری.
پارامترهای اساسی سونوگرافی
پارامترهای اصلی یک موج اولتراسونیک طول موج و دوره در نظر گرفته می شوند. زمانی که برای یک سیکل کامل طول می کشد دوره موج نامیده می شود و بر حسب ثانیه اندازه گیری می شود.
فرستنده اولتراسونیک به عنوان قدرتمندترین مولد امواج اولتراسونیک در نظر گرفته می شود. فرد نمی تواند فرکانس اولتراسونیک را بشنود، اما بدن او قادر به احساس آن است. به عبارت دیگر، گوش انسان فرکانس اولتراسونیک را درک می کند، اما بخشی از مغز که مسئول شنوایی است قادر به رمزگشایی این موج صوتی نیست. برای شنوایی انسان ناخوشایند استفرکانس بالا، اما اگر فرکانس را یک محدوده دیگر افزایش دهید، صدا به طور کامل ناپدید می شود - علیرغم اینکه در فرکانس اولتراسونیک قرار دارد. و مغز تلاش می کند تا رمزگشایی ناموفق آن را انجام دهد، به همین دلیل، فرد دچار سردرد وحشتناک، سرگیجه، حالت تهوع و سایر احساسات نه چندان خوشایند می شود.
ژنراتورهای ارتعاشات اولتراسونیک در تمام زمینه های فناوری و علم استفاده می شوند. به عنوان مثال، سونوگرافی نه تنها می تواند لباس ها را بشویید، بلکه فلز را نیز جوش می دهد. در دنیای مدرن، اولتراسوند به طور فعال در ماشین آلات کشاورزی برای دفع جوندگان استفاده می شود، زیرا بدن اکثر حیوانات برای برقراری ارتباط با نوع خود در فرکانس اولتراسونیک سازگار است. همچنین باید گفت که مولد امواج اولتراسونیک قادر به دفع حشرات نیز می باشد - امروزه بسیاری از تولید کنندگان این نوع دافع الکترونیکی را تولید می کنند.
انواع امواج اولتراسونیک
امواج اولتراسونیک نه تنها عرضی یا طولی هستند، بلکه امواج سطحی و Lamb نیز هستند.
امواج فراصوت عرضی امواجی هستند که عمود بر صفحه جهت سرعت و جابجایی ذرات بدن حرکت می کنند.
امواج اولتراسونیک طولی امواجی هستند که حرکت آنها با جهت سرعت و جابجایی ذرات محیط منطبق است.
موج بره یک موج الاستیک است که در یک لایه جامد با مرزهای آزاد منتشر می شود. در این موج است که جابجایی نوسانی ذرات هم عمود بر صفحه صفحه و هم در جهت حرکت خود موج رخ می دهد. این موج بره است -این یک موج معمولی در پلاتین با مرزهای آزاد است.
امواج مافوق صوت ریلی (سطحی) امواجی با حرکت بیضوی ذرات هستند که روی سطح یک ماده منتشر می شوند. سرعت موج سطحی تقریباً 90 درصد سرعت موج عرضی است و نفوذ آن به درون ماده برابر با طول موج خود است.
استفاده از سونوگرافی
همانطور که در بالا ذکر شد، استفاده متنوع از اولتراسوند، که در آن از متنوع ترین ویژگی های آن استفاده می شود، به طور مشروط به سه حوزه تقسیم می شود:
- دریافت اطلاعات؛
- اثر فعال بر روی ماده؛
- پردازش و انتقال سیگنال.
باید در نظر گرفت که برای هر کاربرد خاص لازم است سونوگرافی با محدوده فرکانس مشخصی انتخاب شود.
تاثیر اولتراسوند بر ماده
اگر ماده یا ماده ای تحت تأثیر فعال امواج اولتراسونیک قرار گیرد، منجر به تغییرات غیرقابل برگشت در آن می شود. این به دلیل اثرات غیر خطی در میدان صوتی است. این نوع تاثیر بر مواد در فناوری صنعتی رایج است.
کسب اطلاعات با استفاده از روشهای اولتراسوند
روشهای اولتراسونیک امروزه به طور گسترده در انواع مختلف تحقیقات علمی برای مطالعه کامل ساختار و خواص مواد و همچنین برای درک کامل فرآیندهای انجام شده در آنها در سطوح خرد و کلان استفاده می‌شود.
همه این روش ها عمدتاً مبتنی بر وابستگی سرعت انتشار و تضعیف امواج صوتی به آنچه در آنها اتفاق می افتد است.فرآیندها و خواص مواد.
پردازش و انتقال سیگنال
ژنراتورهای اولتراسونیک برای تبدیل و آنالوگ کردن انواع سیگنال های الکتریکی در همه شاخه های الکترونیک رادیویی و برای کنترل سیگنال های نور در اپتیک و اپتوالکترونیک استفاده می شوند.
ترانسدیوسر اولتراسونیک خودتان انجام دهید
در دنیای مدرن، ژنراتور اولتراسونیک به طور گسترده ای استفاده می شود. به عنوان مثال، در صنعت، از حمام اولتراسونیک برای تمیز کردن سریع و کارآمد چیزی استفاده می شود. باید گفت که این روش تمیز کردن فقط از بهترین طرف خود را ثابت کرده است. امروزه، ژنراتور اولتراسونیک در کاربردهای دیگر نیز محبوبیت پیدا می‌کند.
مونتاژ مدار UZG برای ترساندن سگها
بسیاری از ساکنان کلان شهرهای کشور روزانه با مشکل نسبتاً ملموس ملاقات با یک گله سگ های ولگرد روبرو هستند. پیش بینی رفتار گله از قبل غیرممکن است، بنابراین UZG در اینجا به کمک خواهد آمد.
در این مقاله نحوه ساخت ژنراتور اولتراسونیک با دستان خود را تجزیه و تحلیل خواهیم کرد.
برای ایجاد سونوگرافی در خانه، به جزئیات زیر نیاز دارید:
- برد مدار;
- mirkoschema;
- عناصر مهندسی رادیو.
مونتاژ مدار به تنهایی کار دشواری نخواهد بود. برای اینکه بتوانید تکانه ها را کنترل کنید، باید ریزمدار جزء رادیویی را با یک آهن لحیم کاری به پایه های خاص ثابت کنید.
بیایید ساختار را تجزیه و تحلیل کنیمژنراتور فرکانس اولتراسونیک با قدرت بالا ریزمدار D4049، که دارای 6 اینترتور منطقی است، به عنوان یک مولد فرکانس اولتراسونیک عمل می کند.
میکرو مدار خارجی را می توان با آنالوگ تولید داخلی K561LN2 جایگزین کرد. برای تنظیم فرکانس، یک تنظیم کننده 22k مورد نیاز است، با کمک US آن می توان آن را به یک فرکانس قابل شنیدن کاهش داد. مرحله خروجی، به لطف 4 ترانزیستور بیوپولار با توان متوسط، سیگنال هایی را از ریزمدار دریافت می کند. هیچ شرایط خاصی برای انتخاب ترانزیستور وجود ندارد، نکته اصلی در اینجا این است که جفت های مکمل را انتخاب کنید که از نظر پارامترها تا حد امکان به هم نزدیک باشند.
تقریباً هر سر RF که توان 5 وات یا بیشتر داشته باشد می تواند به عنوان رادیاتور استفاده شود. گزینه ایده آل می تواند سرهای داخلی مانند 10GDV-6، 10GDV-4 یا 5GDV-6 باشد، آنها را به راحتی می توان در تمام سیستم های صوتی تولید شده در اتحاد جماهیر شوروی پیدا کرد.
مدار خودساخته ژنراتور اولتراسونیک فقط در کیس پنهان می ماند. یک بازتابنده فلزی به کنترل قدرت ژنراتور اولتراسونیک کمک می کند.
مدار ژنراتور اولتراسونیک
در دنیای مدرن، مرسوم است که از ژنراتور اولتراسونیک برای دفع سگ، حشرات، جوندگان و همچنین برای شستشوی باکیفیت استفاده شود. UZG همچنین برای کاهش قابل توجه زمان صرف شده برای شستشو و اچ کردن بردهای مدار چاپی استفاده می شود. فرآیندهای شیمیایی در مایع به دلیل کاویتاسیون بسیار سریعتر انجام می شود.
مدار USG بر اساس دو ژنراتور پالس مستطیلی و یک تقویت کننده قدرت است.نوع پل بر روی عناصر منطقی از نوع DD1.3 و DD1.4، یک مولد پالس قابل تنظیم با فرکانس اولتراسونیک شکل پیچ و خم نصب شده است. لازم به یادآوری است که فرکانس کاری آن به طور مستقیم فقط به مقاومت کل مقاومت های R4 و R6 و همچنین به ظرفیت خازن C3 بستگی دارد.
قانون را به خاطر بسپارید: هرچه فرکانس کمتر باشد، مقاومت این مقاومت ها بیشتر است.
روی عناصر DD1.1 و DD1.2 یک ژنراتور فرکانس پایین ساخته شده است که فرکانس کاری آن 1 هرتز است. ژنراتورها با استفاده از مقاومت های R3 و R4 به یکدیگر متصل می شوند. برای دستیابی به یک تغییر صاف در فرکانس ژنراتور فرکانس بالا، باید از خازن C2 استفاده کنید. یک راز را نیز باید در اینجا به خاطر بسپارید - اگر خازن C2 با استفاده از سوئیچ SA1 شنت شود، فرکانس ژنراتور فرکانس بالا ثابت خواهد شد.
استفاده از سونوگرافی: گسترده ترین دامنه کاربرد
همانطور که همه ما می دانیم، سونوگرافی در هیچ کجای دنیای مدرن استفاده نمی شود. مطمئناً هر یک از ما حداقل یک بار در زندگی خود تحت عمل سونوگرافی (معاینه سونوگرافی) قرار گرفتیم. باید اضافه کرد که به لطف سونوگرافی است که پزشکان می توانند بروز بیماری های اندام های انسان را تشخیص دهند.
اولتراسوند به طور فعال در زیبایی برای پاکسازی موثر پوست نه تنها از آلودگی و چربی، بلکه از اپیتلیوم نیز استفاده می شود. به عنوان مثال، فونوفورز اولتراسونیک با موفقیت در سالن های زیبایی برای تغذیه و پاکسازی و همچنین برای مرطوب کردن و جوانسازی پوست استفاده می شود. تکنیک استفاده از فونوفورزیس اولتراسونیک، مکانیسم های محافظتی پوست را به دلیل عملکرد موج اولتراسونیک افزایش می دهد. عمل های زیبایی بااستفاده از سونوگرافی جهانی و مناسب برای انواع پوست در نظر گرفته می شود. فونوفورز اولتراسونیک معجزه می کند!
ژنراتور بخار اولتراسونیک نه تنها در حمام های ترکی، سوناهای فنلاندی، بلکه در حمام های روسی مدرن ما نیز به طور فعال استفاده می شود. به لطف بخار، بدن ما به طور موثر از آلودگی های نامرئی پاک می شود، بدن ما از سموم و سموم خلاص می شود، پوست و مو بهبود می یابد، بخار تأثیر مثبتی بر سیستم تنفسی انسان دارد.
ژنراتورهای مه مصنوعی به طور فعال برای افزایش رطوبت هوای داخل خانه استفاده می شوند که تأثیر مفیدی بر آب و هوای آپارتمان دارد. این امر به ویژه در فصل سرد، زمانی که گرمایش مرکزی هوا را خشک می کند، مهم می شود. ژنراتورهای مه مصنوعی هم در اماکن مسکونی و هم در تراریوم یا باغ زمستانی استفاده می شوند. کارشناسان توصیه می کنند برای افراد مبتلا به بیماری های تنفسی یا افرادی که مستعد ابتلا به بیماری های آلرژیک هستند، یک دستگاه تولید کننده غبار اولتراسونیک داشته باشید.
نتیجه گیری
در مصارف خانگی، بخار یا مه مولد اولتراسونیک وسیله بسیار مفیدی است که نه تنها راحتی و آرامش ایجاد می کند، بلکه می تواند هوا را با ویتامین های نامرئی، یون های منفی سبک هوا غنی کند. تعداد زیادی در ساحل، در کوه ها یا جنگل ها و در داخل آپارتمان های ما بسیار کم است. و این به نوبه خود به افزایش وضعیت عاطفی و بهبود سلامت کمک می کند.
