כל אחד מאיתנו שמע שוב ושוב את הביטוי "אולטרסאונד" - במאמר זה נבחן מה זה, איך הוא נוצר ולמה הוא מיועד.
המושג "אולטרסאונד"
אולטרסאונד הוא רעידות מכניות שגבוהות בהרבה מטווח התדרים שהאוזן האנושית שומעת. תנודות של אולטרסאונד מזכירות מעט גל הדומה לאור. אבל, בניגוד לגלים מסוג אור, שמתפשטים רק בוואקום, אולטרסאונד זקוק למדיום אלסטי - נוזל, גז או כל גוף מוצק אחר.
פרמטרים בסיסיים של אולטרסאונד
הפרמטרים העיקריים של גל קולי נחשבים כאורך הגל והתקופה. הזמן שלוקח למחזור שלם נקרא תקופת הגלים והוא נמדד בשניות.
הפולט קולי נחשב למחולל החזק ביותר של גלים קוליים. אדם לא יכול לשמוע את התדר האולטראסוני, אבל הגוף שלו מסוגל להרגיש אותו. במילים אחרות, האוזן האנושית קולטת תדר קולי, אך החלק במוח שאחראי על השמיעה אינו מסוגל לפענח את גל הקול הזה. לא נעים לשמיעה אנושיתתדר גבוה, אבל אם תעלה את התדר בעוד טווח אחד, אז הצליל ייעלם לחלוטין - למרות העובדה שהוא בתדר האולטראסוני. והמוח עושה מאמצים לפענח אותו ללא הצלחה, בגלל זה, לאדם יש כאב ראש נוראי, סחרחורת, בחילות ועוד תחושות לא נעימות.
מחוללי רעידות קולי משמשים בכל תחומי הטכנולוגיה והמדע. לדוגמה, אולטרסאונד יכול לא רק לשטוף בגדים, אלא גם לרתך מתכת. בעולם המודרני, אולטרסאונד משמש באופן פעיל במכונות חקלאיות להרחקת מכרסמים, מכיוון שגופם של רוב בעלי החיים מותאם לתקשר עם מינם בתדר אולטראסוני. יש לומר גם שמחולל הגלים האולטראסוניים מסוגל לדחות חרקים - כיום יצרנים רבים מייצרים סוג זה של דוחים אלקטרוניים.
זנים של גלים קוליים
גלים קוליים הם לא רק רוחביים או אורכיים, אלא גם גלי שטח וכבש.
גלים קוליים רוחביים הם גלים הנעים בניצב למישור כיוון המהירויות והתזוזות של חלקיקי הגוף.
גלים קוליים אורכיים הם גלים שתנועתם חופפת לכיוון המהירויות והתזוזות של חלקיקי המדיום.
גל הכבש הוא גל אלסטי שמתפשט בשכבה מוצקה עם גבולות חופשיים. בגל זה מתרחשת התזוזה התנודתית של חלקיקים הן בניצב למישור הלוח והן בכיוון התנועה של הגל עצמו. זה גל הכבש -זהו גל רגיל בפלטינה עם גבולות חופשיים.
גלי ריילי (משטח) הם גלים בעלי תנועה אליפטית של חלקיקים המתפשטים על פני חומר. מהירותו של גל עילי היא כמעט 90% ממהירותו של גל רוחבי, וחדירתו לחומר שווה לאורך הגל עצמו.
שימוש באולטרסאונד
כפי שהוזכר לעיל, השימוש המגוון באולטרסאונד, שבו נעשה שימוש במאפיינים המגוונים ביותר שלו, ניתן לחלק מותנה לשלושה תחומים:
- לקבל מידע;
- השפעה פעילה על החומר;
- עיבוד ושידור אותות.
יש לקחת בחשבון שלכל יישום ספציפי יש צורך לבחור אולטרסאונד בטווח תדרים מסוים.
השפעת האולטרסאונד על החומר
אם חומר או חומר נופל תחת השפעה פעילה של גלים קוליים, אז זה מוביל לשינויים בלתי הפיכים בו. זה נובע מאפקטים לא ליניאריים בשדה הקול. סוג זה של השפעה על החומר פופולרי בטכנולוגיה תעשייתית.
קבלת מידע באמצעות שיטות אולטרסאונד
שיטות אולטרא-קוליות נמצאות בשימוש נרחב כיום בסוגים שונים של מחקרים מדעיים לצורך מחקר יסודי של המבנה והתכונות של חומרים, וכן להבנה מלאה של התהליכים המתרחשים בהם ברמת המיקרו והמקרו.
כל השיטות הללו מבוססות בעיקר על התלות של מהירות ההתפשטות וההנחתה של גלים אקוסטיים במה שקורה בהןתהליכים ומאפיינים של חומרים.
עיבוד אותות ושידור
גנרטורים אולטרה-קוליים משמשים להמרה והאנלוגיזציה של סוגים שונים של אותות חשמליים בכל ענפי הרדיו האלקטרוניים ולשליטה באותות אור באופטיקה ובאופטו-אלקטרוניקה.
מתמר קולי עשה זאת בעצמך
בעולם המודרני, הגנרטור האולטראסוני נמצא בשימוש נרחב. לדוגמה, בתעשייה, אמבטיות קוליות משמשות לניקוי מהיר ויעיל של משהו. יש לומר ששיטת ניקוי זו הוכיחה את עצמה רק מהצד הטוב ביותר. כיום, הגנרטור האולטראסוני צובר פופולריות גם ביישומים אחרים.
הרכבת מעגל UZG כדי להפחיד כלבים
רבים מתושבי הערים הגדולות במדינה מתמודדים מדי יום עם בעיה מוחשית למדי של מפגש עם להקת כלבים משוטטים. אי אפשר לחזות מראש את התנהגות העדר, אז UZG יבוא להציל כאן.
במאמר זה ננתח כיצד ליצור מחולל קולי במו ידיכם.
כדי ליצור אולטרסאונד בבית, תזדקק לפרטים הבאים:
- מעגל מעגל;
- mirkoschema;
- אלמנטים הנדסיים ברדיו.
לא יהיה קשה להרכיב את המעגל לבד. על מנת להיות מסוגל לשלוט על הדחפים, יש צורך לקבע את המיקרו-מעגל של רכיב הרדיו לרגליים הספציפיות באמצעות מלחם
בוא ננתח את הבנייהמחולל תדרים קוליים בעוצמה גבוהה. המיקרו-מעגל D4049, בעל 6 אינטרטורים לוגיים, פועל כמחולל תדרים קולי.
ניתן להחליף את המיקרו-מעגל הזר באנלוג של הייצור המקומי K561LN2. כדי להתאים את התדר, נדרש ווסת 22k, בעזרת ה-US שלו ניתן להפחית אותו לתדר נשמע. שלב המוצא, הודות ל-4 טרנזיסטורים ביו-קוטביים בעלי הספק בינוני, קולט אותות מהמעגל המיקרו. אין תנאים מיוחדים לבחירת טרנזיסטורים, העיקר כאן הוא לבחור זוגות משלימים כמה שיותר קרובים מבחינת פרמטרים.
כמעט כל ראש RF בעל הספק של 5 וואט או יותר יכול לשמש כרדיאטור. האפשרות האידיאלית תהיה ראשי בית כגון 10GDV-6, 10GDV-4 או 5GDV-6, ניתן למצוא אותם בקלות בכל המערכות האקוסטיות המיוצרות בברית המועצות.
המעגל מתוצרת עצמית של הגנרטור האולטראסוני נותר רק להסתיר במארז. רפלקטור מתכת יעזור לשלוט בעוצמת הגנרטור האולטראסוני.
מעגל מחולל אולטרה-סוני
בעולם המודרני נהוג להשתמש בגנרטור קולי להרחקת כלבים, חרקים, מכרסמים וכן לשטיפה איכותית. UZG משמש גם כדי להפחית באופן משמעותי את הזמן המושקע על שטיפה וחריטה של לוחות מעגלים מודפסים. תהליכים כימיים בנוזל מתנהלים הרבה יותר מהר בגלל קוויטציה.
מעגל USG מבוסס על שני מחוללי פולסים מלבניים ומגבר כוחסוג גשר. על אלמנטים לוגיים מסוג DD1.3 ו-DD1.4, מותקן מחולל דופק מתכוונן בתדר קולי של צורת הפיתול. יש לזכור שתדר ההפעלה שלו תלוי ישירות רק בהתנגדות הכוללת של הנגדים R4 ו-R6, וכן בקיבול של הקבל C3.
זכור את הכלל: ככל שהתדר נמוך יותר, כך ההתנגדות של הנגדים הללו גדולה יותר.
על האלמנטים DD1.1 ו-DD1.2, יוצר מחולל תדר נמוך, בעל תדר פעולה של 1 הרץ. הגנרטורים מחוברים ביניהם באמצעות נגדים R3 ו-R4. על מנת להשיג שינוי חלק בתדר של מחולל התדר הגבוה, עליך להשתמש בקבל C2. יש לזכור כאן גם סוד אחד - אם קבל C2 עובר shunt באמצעות מתג SA1, אזי התדר של מחולל התדר הגבוה יהפוך קבוע.
השימוש באולטרסאונד: היקף היישום הרחב ביותר
כפי שכולנו יודעים, לא נעשה שימוש באולטרסאונד בשום מקום בעולם המודרני. אין ספק שכל אחד מאיתנו לפחות פעם אחת בחייו עבר הליך אולטרסאונד (בדיקת אולטרסאונד). יש להוסיף כי הודות לאולטרסאונד יכולים הרופאים לזהות התרחשות של מחלות של איברים אנושיים.
אולטרסאונד משמש באופן פעיל בקוסמטיקה לניקוי יעיל של העור לא רק מלכלוך ושומן, אלא גם מהאפיתל. לדוגמה, פונופורזה קולית משמשת בהצלחה במכוני יופי לצורך תזונה וניקוי, כמו גם להענקת לחות והצערת העור. טכניקת השימוש בפונופורזה על-קולית משפרת את מנגנוני ההגנה של העור בשל פעולתו של גל קולי. הליכים קוסמטיים עםהשימוש באולטרסאונד נחשב אוניברסלי ומתאים לכל סוגי העור. פונופורזה על-קולית מהדהדת ניסים!
מחולל הקיטור האולטראסוני נמצא בשימוש פעיל לא רק בחמאמים טורקיים, סאונות פיניות, אלא גם במרחצאות הרוסיים המודרניים שלנו. הודות לאדים, הגוף שלנו מתנקה ביעילות מלכלוך בלתי נראה, הגוף שלנו נפטר מרעלנים ורעלים, עור ושיער נרפאים, לאדים יש השפעה חיובית על מערכת הנשימה האנושית.
מחוללי ערפל מלאכותי משמשים באופן פעיל להגברת לחות האוויר בתוך הבית, אשר משפיעה לטובה על האקלים בדירה. זה הופך להיות רלוונטי במיוחד בעונה הקרה, כאשר הסקה מרכזית מייבשת את האוויר. מחוללי ערפל מלאכותי משמשים הן בחצרים למגורים והן בטרריום או בגן חורף. מומחים ממליצים להקים מחולל ערפל קולי לאנשים עם מחלות בדרכי הנשימה או כאלה הנוטים למחלות אלרגיות.
מסקנה
בשימוש ביתי, מחולל קיטור או ערפל קולי הוא מכשיר שימושי מאוד שלא רק יצור נוחות ונעימות, אלא גם יוכל להעשיר את האוויר בויטמינים בלתי נראים, יוני אוויר שליליים קלים, שהם כל כך רבים על חוף הים, בהרים או ביער ומעט מאוד בתוך הדירות שלנו. וזה, בתורו, יעזור להגביר את המצב הרגשי ולשפר את הבריאות.
