Repetidamente cada um de nós ouviu a expressão "ultrassom" - neste artigo veremos o que é, como é criado e para que serve.
O conceito de "ultrassom"
Ultrassom são vibrações mecânicas que são muito mais altas do que a faixa de frequência que o ouvido humano ouve. As oscilações do ultra-som lembram um pouco uma onda semelhante à luz. Mas, ao contrário das ondas do tipo luz, que se propagam apenas no vácuo, o ultrassom precisa de um meio elástico - um líquido, gás ou qualquer outro corpo sólido.
Parâmetros básicos do ultrassom
Os principais parâmetros de uma onda ultrassônica são considerados o comprimento de onda e o período. O tempo que leva para um ciclo completo é chamado de período de onda e é medido em segundos.
O emissor ultrassônico é considerado o mais poderoso gerador de ondas ultrassônicas. Uma pessoa não pode ouvir a frequência ultrassônica, mas seu corpo é capaz de senti-la. Em outras palavras, o ouvido humano percebe a frequência ultrassônica, mas a parte do cérebro responsável pela audição não consegue decifrar essa onda sonora. Desagradável ao ouvido humano alta frequência, mas se você aumentar a frequência em mais uma faixa, o som desaparecerá completamente - apesar de estar na frequência ultrassônica. E o cérebro está se esforçando para decodificá-lo sem sucesso, por causa disso, uma pessoa tem uma terrível dor de cabeça, tontura, náusea e outras sensações não muito agradáveis.
Geradores de vibrações ultrassônicas são utilizados em todas as áreas da tecnologia e da ciência. Por exemplo, o ultrassom pode não apenas lavar roupas, mas também soldar metal. No mundo moderno, o ultrassom é usado ativamente em máquinas agrícolas para repelir roedores, uma vez que o corpo da maioria dos animais está adaptado para se comunicar com sua própria espécie em uma frequência ultrassônica. Deve-se dizer também que o gerador de ondas ultrassônicas também é capaz de repelir insetos - hoje muitos fabricantes produzem esse tipo de repelente eletrônico.
Variedades de ondas ultrassônicas
As ondas ultrassônicas não são apenas transversais ou longitudinais, mas também ondas de superfície e Lamb.
Ondas ultrassônicas transversais são ondas que se movem perpendicularmente ao plano da direção das velocidades e deslocamentos das partículas do corpo.
Ondas ultrassônicas longitudinais são ondas cujo movimento coincide com a direção das velocidades e deslocamentos das partículas do meio.
A onda de Lamb é uma onda elástica que se propaga em uma camada sólida com limites livres. É nessa onda que ocorre o deslocamento oscilatório das partículas tanto perpendicularmente ao plano da placa quanto na direção do movimento da própria onda. É a onda do Cordeiro -esta é uma onda normal em platina com limites livres.
Ondas ultrassônicas de Rayleigh (superfície) são ondas com movimento elíptico de partículas que se propagam na superfície de um material. A velocidade de uma onda de superfície é quase 90% da velocidade de uma onda transversal, e sua penetração no material é igual ao próprio comprimento de onda.
Usando ultrassom
Como mencionado acima, o uso diversificado do ultrassom, no qual são utilizadas suas mais diversas características, pode ser condicionalmente dividido em três áreas:
- obtendo informações;
- efeito ativo na substância;
- processamento e transmissão de sinal.
Deve-se levar em consideração que para cada aplicação específica é necessário selecionar um ultrassom de uma determinada faixa de frequência.
O efeito do ultrassom na matéria
Se um material ou substância cair sob a influência ativa de ondas ultrassônicas, isso leva a mudanças irreversíveis nele. Isso se deve a efeitos não lineares no campo sonoro. Este tipo de impacto no material é popular na tecnologia industrial.
Obtenção de informações usando métodos de ultrassom
Os métodos ultrassônicos são amplamente utilizados hoje em vários tipos de pesquisa científica para um estudo aprofundado da estrutura e propriedades das substâncias, bem como para uma compreensão completa dos processos que ocorrem nelas nos níveis micro e macro.
Todos esses métodos são baseados principalmente na dependência da velocidade de propagação e atenuação das ondas acústicas sobre o que está acontecendo nelasprocessos e propriedades das substâncias.
Processamento e transmissão de sinal
Geradores ultrassônicos são usados para converter e analogizar vários tipos de sinais elétricos em todos os ramos da eletrônica de rádio e para controlar sinais de luz em óptica e optoeletrônica.
Transdutor ultrassônico faça você mesmo
No mundo moderno, o gerador ultrassônico é amplamente utilizado. Por exemplo, na indústria, os banhos ultrassônicos são usados para limpar algo de forma rápida e eficiente. Deve-se dizer que este método de limpeza provou-se apenas do melhor lado. Hoje, o gerador ultrassônico também está ganhando popularidade em outras aplicações.
Montagem de um circuito UZG para espantar cachorros
Muitos moradores das megacidades do país enfrentam diariamente um problema bastante tangível de encontrar uma matilha de cães vadios. É impossível prever o comportamento do bando com antecedência, então a UZG virá em socorro aqui.
Neste artigo vamos analisar como fazer um gerador ultrassônico com suas próprias mãos.
Para criar um ultrassom em casa, você precisará dos seguintes detalhes:
- placa de circuito;
- mirkoschema;
- elementos de engenharia de rádio.
Não será difícil montar o circuito sozinho. Para poder controlar os impulsos, é necessário fixar o microcircuito do componente de rádio às pernas específicas com um ferro de solda.
Vamos analisar a construçãogerador de frequência ultrassônica de alta potência. O microcircuito D4049, que possui 6 intertores lógicos, funciona como um gerador de frequência ultrassônica.
Microcircuito estrangeiro pode ser substituído por um análogo da produção doméstica K561LN2. Para ajustar a frequência, é necessário um regulador de 22k, com a ajuda de seu US pode ser reduzido a uma frequência audível. O estágio de saída, graças a 4 transistores biopolares de média potência, recebe sinais do microcircuito. Não há condições especiais para a escolha de transistores, o principal aqui é escolher pares complementares que sejam o mais próximo possível em termos de parâmetros.
Quase qualquer cabeça de RF com potência de 5 watts ou mais pode ser usada como radiador. A opção ideal seriam cabeças domésticas como 10GDV-6, 10GDV-4 ou 5GDV-6, elas podem ser facilmente encontradas em todos os sistemas acústicos fabricados na URSS.
O circuito auto-fabricado do gerador ultrassônico permanece apenas para ser escondido no estojo. Um refletor de metal ajudará a controlar a potência do gerador ultrassônico.
Circuito gerador ultrassônico
No mundo moderno, é costume usar um gerador ultrassônico para repelir cães, insetos, roedores, bem como para lavagem de alta qualidade. O UZG também é usado para reduzir significativamente o tempo gasto na lavagem e gravação de placas de circuito impresso. Os processos químicos no líquido são muito mais rápidos devido à cavitação.
O circuito USG é baseado em dois geradores de pulso retangulares e um amplificador de potênciatipo ponte. Nos elementos lógicos do tipo DD1.3 e DD1.4, é instalado um gerador de pulso ajustável de frequência ultrassônica em forma de meandro. Deve-se lembrar que sua frequência de operação depende diretamente apenas da resistência total dos resistores R4 e R6, bem como da capacitância do capacitor C3.
Lembre-se da regra: quanto menor a frequência, maior a resistência desses resistores.
Nos elementos DD1.1 e DD1.2, é feito um gerador de baixa frequência, que possui uma frequência de operação de 1 Hz. Os geradores são interligados por meio de resistores R3 e R4. Para obter uma mudança suave na frequência do gerador de alta frequência, você precisa usar o capacitor C2. Um segredo também deve ser lembrado aqui - se o capacitor C2 for desviado usando a chave SA1, a frequência do gerador de alta frequência se tornará constante.
O uso do ultrassom: o mais amplo escopo de aplicação
Como todos sabemos, o ultrassom não é usado em nenhum lugar do mundo moderno. Certamente cada um de nós pelo menos uma vez na vida passou por um procedimento de ultra-som (exame de ultra-som). Deve-se acrescentar que é graças ao ultra-som que os médicos podem detectar a ocorrência de doenças dos órgãos humanos.
Ultrassom é usado ativamente em cosmetologia para limpeza eficaz da pele não apenas de sujeira e gordura, mas também do epitélio. Por exemplo, a fonoforese ultrassônica é usada com sucesso em salões de beleza para nutrição e limpeza, bem como para hidratar e rejuvenescer a pele. A técnica de uso da fonoforese ultrassônica potencializa os mecanismos de proteção da pele devido à ação de uma onda ultrassônica. Procedimentos estéticos comO uso do ultrassom é considerado universal e indicado para todos os tipos de pele. A fonoforese ultrassônica ecoa milagres!
O gerador de vapor ultrassônico é usado ativamente não apenas em hammams turcos, saunas finlandesas, mas também em nossos modernos banhos russos. Graças ao vapor, nosso corpo é efetivamente limpo da sujeira invisível, nosso corpo se livra de toxinas e toxinas, a pele e o cabelo são curados, o vapor tem um efeito positivo no sistema respiratório humano.
Geradores de névoa artificial são usados ativamente para aumentar a umidade do ar interno, o que tem um efeito benéfico no clima do apartamento. Isso se torna especialmente relevante na estação fria, quando o aquecimento central resseca o ar. Os geradores de névoa artificial são usados tanto em instalações residenciais quanto em um terrário ou jardim de inverno. Os especialistas aconselham ter um gerador de névoa ultrassônico para pessoas com doenças respiratórias ou propensas a doenças alérgicas.
Conclusão
Em uso doméstico, um gerador ultrassônico de vapor ou neblina é um dispositivo muito útil que não apenas criará conforto e aconchego, mas também será capaz de enriquecer o ar com vitaminas invisíveis, íons de ar negativos leves, que são tão numerosos à beira-mar, nas montanhas ou na floresta e muito pouco dentro de nossos apartamentos. E isso, por sua vez, ajudará a aumentar o estado emocional e melhorar a saúde.
