Pemancar ultrasonik. Transduser piezoceramic ultrasonik Model impedansi rendah

Pemancar ultrasonik adalah generator gelombang ultrasonik yang kuat. Seperti yang kita ketahui, seseorang tidak mendengar frekuensi ultrasonik, tetapi tubuh merasakannya. Dengan kata lain, frekuensi ultrasonik dirasakan oleh telinga manusia, tetapi bagian tertentu dari otak yang bertanggung jawab untuk mendengar tidak dapat menguraikan gelombang suara ini. Mereka yang terlibat dalam konstruksi sistem audio harus tahu bahwa frekuensi tinggi sangat tidak menyenangkan bagi pendengaran kita, tetapi jika kita menaikkan frekuensi ke tingkat yang lebih tinggi (rentang ultrasonik), maka suara akan hilang, tetapi sebenarnya itu . Otak akan gagal untuk memecahkan kode suara, mengakibatkan sakit kepala, mual, muntah, pusing, dll.

Frekuensi ultrasonik telah lama digunakan dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Dengan bantuan ultrasound, logam dapat dilas, dicuci, dan banyak lagi. Ultrasound secara aktif digunakan untuk menakut-nakuti hewan pengerat dalam teknologi pertanian, karena tubuh banyak hewan diadaptasi untuk berkomunikasi dengan jenisnya sendiri dalam rentang ultrasound. Ada juga bukti pengusir serangga menggunakan generator ultrasound; banyak perusahaan memproduksi penolak elektronik semacam itu. Dan kami menyarankan Anda merakit perangkat semacam itu secara mandiri, sesuai dengan diagram berikut:

Pertimbangkan desain senjata ultrasonik berdaya tinggi yang cukup sederhana. Microcircuit D4049 beroperasi sebagai generator sinyal frekuensi ultrasonik, ia memiliki 6 inverter logika.

Sirkuit mikro dapat diganti dengan analog domestik K561LN2. Regulator 22k diperlukan untuk mengatur frekuensi, dapat dikurangi menjadi rentang yang dapat didengar jika resistor 100k diganti dengan 22k, dan kapasitor 1,5nF diganti dengan 2.2-3.3nF. Sinyal dari sirkuit mikro diumpankan ke tahap keluaran, yang dibangun hanya pada 4 transistor bipolar daya menengah. Pilihan transistor tidak kritis, yang utama adalah memilih pasangan komplementer yang sedekat mungkin dalam parameter.

Sebagai radiator, Anda dapat menggunakan head HF apa pun dengan daya 5 watt atau lebih. Kepala tipe 5GDV-6, 10GDV-4, 10GDV-6 dapat digunakan dari interior domestik. Kepala HF semacam itu dapat ditemukan dalam sistem akustik yang dibuat di Uni Soviet.

Tetap hanya untuk mengatur semuanya dalam kasing. Untuk arah sinyal ultrasound, reflektor logam harus digunakan.

Beberapa hari yang lalu saya menerima pesanan lain. Pembeli ingin memesan meriam ultrasonik yang kuat untuk memerangi pemuda mabuk, untuk siapa hari dimulai pada malam hari ketika semua orang normal tertidur. Tanpa berpikir dua kali, saya memilih skema yang terbukti dari pemancar ultrasonik yang kuat. Pistol itu sendiri dibuat hanya dengan satu chip logika standar.

Secara harfiah, sirkuit mikro serupa yang berisi 6 inverter logika dapat digunakan. Dalam kasus kami, sirkuit mikro CD4049 (HEF4049) digunakan, yang dapat berhasil diganti dengan yang domestik - K561LN2, hanya Anda perlu memperhatikan pinout, karena K561LN2 berbeda dari yang digunakan oleh beberapa kesimpulan.


Karena rangkaiannya cukup sederhana, ia dapat diimplementasikan pada papan tempat memotong roti atau dengan cara berengsel. Amplifier dipasang pada pasangan komplementer KT816 / 817, karena penggunaan kunci ini, kekuatan senjata kami adalah 10-12 watt.


Sebagai emitor, sebaiknya menggunakan head frekuensi tinggi dari tipe 10 GDV atau impor; tidak disarankan menggunakan emitor piezo.



Kasing - dari transformator elektronik Cina 10-50 watt, harus diulang, karena papannya tidak pas.




Kapasitor 1.5nF bertanggung jawab atas frekuensi (yang kemudian digantikan oleh 3.9nF, karena dengan kapasitor yang ditunjukkan dalam rangkaian, batas frekuensi yang lebih rendah adalah persis 20kHz, dan dengan penggantian seperti itu, frekuensi dapat disesuaikan dalam 10-30kHz ) dan resistor variabel (akibatnya, pengaturan dilakukan dengan memutar resistor ini).


Resistor dasar dapat diganti dengan 2.2k ohm, yang lebih umum daripada yang ditunjukkan pada diagram. Emitor ini ditenagai oleh catu daya 5 Volt yang stabil dengan arus 1 A (rentang tegangan suplai 3,7-9 Volt).



Fakultas Kedokteran

Kursus 1

1 semester

1 aliran

Kuliah nomor 5

"USG"

Disusun oleh: Babenko N.I.

2010 r.

    Ultrasonografi dan tanda terimanya. Pemancar ultrasonik.

Ultrasonik adalah getaran mekanis dengan frekuensi lebih dari 20.000 Hz, yang merambat dalam media elastis dalam bentuk gelombang longitudinal. Sumber USG adalah:

1. Alami:

2. Buatan:

transduser akustik-mekanis;

transduser elektroakustik (piezoelektrik, magnetostriktif).

Sumber alami ultrasound adalah sumber yang tidak dibuat oleh tangan manusia dan ada secara independen di alam.

Mata air hidup: belalang, jangkrik, ikan, kelelawar, lumba-lumba. Sumber mati: angin, tanah longsor di pegunungan, gempa bumi.

Sumber buatan ultrasound disebut transduser akustik karena mereka mengubah energi mekanik atau listrik menjadi energi getaran ultrasonik.

Transduser akustik-mekanik adalah transduser di mana getaran ultrasonik terjadi ketika aliran cairan atau gas terganggu. Contoh: Peluit Galton, sirene ultrasonik.

Transduser elektroakustik adalah transduser di mana getaran ultrasonik terjadi ketika beberapa zat ditindaklanjuti oleh medan listrik atau magnet bolak-balik.

Transduser piezoelektrik (piezo - tekanan) adalah transduser yang menggunakan fenomena efek piezoelektrik terbalik untuk mendapatkan ultrasound.

Efek piezo bisa langsung dan terbalik.

Efek piezoelektrik langsung terdiri dari munculnya muatan pada permukaan beberapa kristal (piezodielektrik) di bawah aksi tekanan mekanis (kompresi, tegangan, tekuk). Gambar 1.

Dengan efek piezoelektrik langsung:

jumlah muatan pada permukaan sebanding dengan tegangan mekanis yang diterapkan;

tanda muatan ditentukan oleh arah aksi mekanis.

tidak ada dampak ketegangan kompresi

Efek piezoelektrik terbalik adalah fenomena perubahan ukuran (deformasi) dielektrik ketika ditempatkan dalam medan listrik bolak-balik.

Zat dengan sifat piezoelektrik yang diucapkan disebut piezoelektrik atau piezodielektrik: garam Rochelle, barium titanat, kuarsa.

Transduser magnetostrictive adalah transduser yang menggunakan fenomena magnetostriction untuk menghasilkan ultrasound. Magnetostriksi adalah fenomena perubahan bentuk (ukuran) beberapa zat feromagnetik di bawah pengaruh medan magnet bolak-balik.

Zat-zat tersebut antara lain:

Nikel dan paduannya;

Kobalt dan paduannya;

Ferit adalah senyawa keramik berdasarkan oksida besi, nikel, seng.

Sebuah zat berbentuk batang ditempatkan di dalam kumparan. Ketika kumparan dihubungkan ke sumber tegangan listrik bolak-balik frekuensi ultrasonik, arus listrik bekerja pada batang dengan komponen magnetiknya dan menyebabkan deformasi (pemanjangan) dengan frekuensi arus. Gambar 2.

SENAPAN ULTRASONIK MODERN "IGLA-M"

Lakukan USG adalah gelombang elastis frekuensi tinggi. Biasanya, rentang ultrasonik dianggap sebagai rentang frekuensi dari 20.000 hingga beberapa miliar hertz. Sekarang USG banyak digunakan dalam berbagai metode fisik dan teknologi. Fakta bahwa ultrasound secara aktif mempengaruhi objek biologis (misalnya, membunuh bakteri) telah diketahui selama lebih dari 70 tahun. Peralatan elektronik dengan sinar ultrasound pemindaian digunakan dalam bedah saraf untuk menonaktifkan area tertentu di otak dengan sinar frekuensi tinggi terfokus yang kuat. Getaran frekuensi tinggi menyebabkan pemanasan jaringan internal.

Sampai saat ini, ada diskusi tentang efek fisik getaran ultrasonik pada sel dan bahkan tentang kemungkinan gangguan struktur DNA. Selain itu, ada bukti bahwa pada tingkat mikro - bukan pada tingkat struktur tubuh, tetapi pada tingkat yang lebih halus, paparan ultrasonik berbahaya.

Ultrasound dapat diperoleh dari sumber mekanik, elektromagnetik dan termal. Pemancar mekanis biasanya segala macam sirene intermiten. Di udara, mereka memancarkan getaran dengan kekuatan hingga beberapa kilowatt pada frekuensi hingga 40 kHz. Gelombang ultrasonik dalam cairan dan padatan biasanya dieksitasi oleh transduser elektroakustik, magnetostriktif, dan piezoelektrik.

Industri telah lama membuat perangkat untukefek ultrasonik pada hewan, misalnya:

Janji temu

Repeller anjing mini adalah perangkat elektronik yang dapat dipakai (dirakit di rumah senter mini) yang memancarkan getaran ultrasonik yang dapat didengar oleh anjing dan tidak dirasakan oleh manusia.

Prinsip operasi

Perangkat ini dirancang untuk melindungi dari serangan anjing: radiasi ultrasonik dengan kekuatan tertentu biasanya menghentikan anjing yang disetel secara agresif pada jarak 3 hingga 5 meter atau menyebabkannya melarikan diri. Efek terbesar dicapai ketika terkena anjing liar yang agresif.

spesifikasi

  • Tegangan suplai (1 baterai tipe 6F22 (KRONA)), V 9
  • Arus konsumsi, tidak lebih, A 0,15
  • Berat dengan baterai, tidak lebih, g 90

Seperti yang dapat Anda bayangkan, ini adalah mainan yang lemah, tetapi kami akan membuat perangkat ini jauh lebih kuat! Melanjutkan eksperimen dengan ultrasound (), sejumlah perbaikan dan peningkatan menarik dilakukan. Jadi metode paparan revolusioner (negatif alami) diproduksi pada organisme hidup dari dua ultrasonikemitor dengan perbedaan frekuensi beberapa hertz. Artinya, frekuensi satu emitor, misalnya, 20.000 Hz, dan yang lainnya, 20010 Hz. Akibatnya, padaradiasi ultrasonik ditumpangkan infrazvukovoe, yang sangat meningkatkan efek destruktif!

Rangkaiannya standar, generator pada CD4069 + penguat pada tiga transistor N-P-N. Catu daya tidak kurang dari 12 V, pada arus hingga 1 A.

Untuk meningkatkan efek arah, kami menggunakan resonator suara silinder. Peran mereka akan dimainkan oleh tabung berlapis nikel biasa dari penyedot debu.Jangan merusak penyedot debu, tabungnya dijual terpisah di pasar atau di toko suku cadang.

Kami memotong dua bagian dengan panjang yang ditentukan secara eksperimental (sekitar beberapa sentimeter), dan menempelkannya ke kepala HF seperti 5GDV-4 atau lainnya. Anda dapat membeli nosel ganda untuk pipa knalpot mobil, pemasangannya jauh lebih nyaman, dan efeknya akan lebih baik.

Kami memasukkan speaker frekuensi tinggi ke dalam, di belakang kami memasang papan dengan baterai.

Pulang kerja di malam hari atau berkeliaran di lorong-lorong gelap, ada bahaya diserang oleh anjing liar, yang gigitannya terkadang mengancam jiwa, jika Anda tidak menemui dokter tepat waktu. Untuk kasus-kasus inilah otak manusia yang cerdas telah menghasilkan penolak ultrasonik.

Scarer industri memiliki skema yang agak rumit dan dibuat pada komponen yang agak langka.

Pada artikel ini kami akan mempertimbangkan varian repeller tersebut menggunakan rangkaian timer 555 yang terkenal. Timer, seperti yang Anda tahu, dapat berfungsi sebagai generator pulsa persegi panjang, koneksi inilah yang digunakan dalam rangkaian.

Generator beroperasi pada frekuensi 20-22 kHz, karena banyak hewan diketahui "berkomunikasi" dalam rentang ultrasonik. Eksperimen telah menunjukkan bahwa frekuensi 20-25 kHz menyebabkan ketakutan buatan pada anjing, berkat pengatur penyetelan, generator dapat disetel ke frekuensi 17-27 kHz.

Rangkaian itu sendiri hanya berisi 6 komponen dan tidak akan menimbulkan kesulitan. Dianjurkan untuk menggunakan regulator multi-putaran untuk penyetelan yang lebih akurat ke frekuensi yang diinginkan.
Pemancar piezo dapat diambil dari kalkulator atau mainan musik lainnya, Anda juga dapat menggunakan kepala HF apa pun dengan daya hingga 5 watt, tidak ada gunanya lagi.

Perangkat bekerja secara efektif pada jarak 3-5 meter, karena tidak ada penguat daya tambahan di sirkuit.

Sebagai sumber listrik, akan lebih mudah untuk menggunakan mahkota, atau sumber lain dengan tegangan 6 hingga 12 volt.

Daftar elemen radio

Penamaan Sebuah tipe Denominasi Kuantitas CatatanTokobuku catatan saya
Timer dan osilator yang dapat diprogram

NE555

1 Ke dalam notepad
R1 Penghambat

2,2 k Ohm

1 Ke dalam notepad
R2 Penghambat

1 k

1 Ke dalam notepad
R3 Resistor variabel4,7 k Ohm1 Ke dalam notepad
C1 Kapasitor elektrolit10 F1 Ke dalam notepad
C2 Kapasitor10 nF1 Ke dalam notepad
pemancar piezo 1