سمع كل منا بشكل متكرر عبارة "الموجات فوق الصوتية" - في هذه المقالة سنلقي نظرة على ماهيتها ، وكيف يتم إنشاؤها ، وما الغرض منها.
مفهوم الموجات فوق الصوتية
الموجات فوق الصوتية هي اهتزازات ميكانيكية أعلى بكثير من نطاق التردد الذي تسمعه الأذن البشرية. تذكرنا تذبذبات الموجات فوق الصوتية إلى حد ما بموجة تشبه الضوء. ولكن ، على عكس الموجات من النوع الخفيف ، والتي تنتشر فقط في الفراغ ، فإن الموجات فوق الصوتية تحتاج إلى وسط مرن - سائل أو غاز أو أي جسم صلب آخر.
المعلمات الأساسية للموجات فوق الصوتية
تعتبر المعلمات الرئيسية للموجة فوق الصوتية هي الطول الموجي والدورة. الوقت الذي تستغرقه الدورة الكاملة يسمى فترة الموجة ويتم قياسه بالثواني.
يعتبر باعث الموجات فوق الصوتية أقوى مولد للموجات فوق الصوتية. لا يستطيع الإنسان سماع تردد الموجات فوق الصوتية ، لكن جسده قادر على الشعور به. بعبارة أخرى ، تدرك الأذن البشرية التردد فوق الصوتي ، لكن الجزء المسؤول عن السمع في الدماغ غير قادر على فك شفرة هذه الموجة الصوتية. غير سارة للسمع البشريعالي التردد ، ولكن إذا قمت برفع التردد بمدى آخر ، فسيختفي الصوت تمامًا - على الرغم من حقيقة أنه في التردد فوق الصوتي. والدماغ يبذل جهودًا لفك تشفيره دون جدوى ، ولهذا السبب ، يعاني الشخص من صداع رهيب ودوار وغثيان وغير ذلك من الأحاسيس غير الممتعة.
مولدات الاهتزازات فوق الصوتية تستخدم في جميع مجالات التكنولوجيا والعلوم. على سبيل المثال ، لا يمكن للموجات فوق الصوتية غسل الملابس فحسب ، بل يمكنها أيضًا لحام المعدن. في العالم الحديث ، تُستخدم الموجات فوق الصوتية بنشاط في الآلات الزراعية لصد القوارض ، نظرًا لأن جسم معظم الحيوانات مهيأ للتواصل مع نوعها على تردد فوق صوتي. يجب أن يقال أيضًا أن مولد الموجات فوق الصوتية قادر أيضًا على صد الحشرات - اليوم العديد من الشركات المصنعة تنتج هذا النوع من المواد الطاردة الإلكترونية.
أنواع مختلفة من الموجات فوق الصوتية
الموجات فوق الصوتية ليست فقط عرضية أو طولية ، ولكنها أيضًا موجات سطحية وموجات الحمل.
الموجات فوق الصوتية المستعرضة هي موجات تتحرك عموديًا على مستوى اتجاه السرعات وحالات نزوح جزيئات الجسم.
الموجات فوق الصوتية الطولية هي موجات تتزامن حركتها مع اتجاه السرعات و إزاحة جزيئات الوسط.
موجة الحمل هي موجة مرنة تنتشر في طبقة صلبة ذات حدود حرة. في هذه الموجة يحدث الإزاحة التذبذبية للجسيمات بشكل عمودي على مستوى اللوحة وفي اتجاه حركة الموجة نفسها. إنها موجة الحمل -هذه موجة عادية من البلاتين بحدود حرة
موجات رايلي (السطحية) بالموجات فوق الصوتية هي موجات ذات حركة بيضاوية للجسيمات التي تنتشر على سطح المادة. تبلغ سرعة الموجة السطحية 90٪ تقريبًا من سرعة الموجة المستعرضة ، وتغلغلها في المادة يساوي الطول الموجي نفسه.
باستخدام الموجات فوق الصوتية
كما هو مذكور أعلاه ، يمكن تقسيم الاستخدام المتنوع للموجات فوق الصوتية ، والتي تُستخدم فيها خصائصها الأكثر تنوعًا ، بشكل مشروط إلى ثلاثة مجالات:
- الحصول على المعلومات ؛
- تأثير فعال على المادة ؛
- معالجة الإشارات ونقلها.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه لكل تطبيق معين من الضروري تحديد الموجات فوق الصوتية لنطاق تردد معين.
تأثير الموجات فوق الصوتية على المادة
إذا كانت مادة أو مادة تقع تحت التأثير النشط للموجات فوق الصوتية ، فهذا يؤدي إلى تغييرات لا رجعة فيها فيها. هذا بسبب التأثيرات غير الخطية في مجال الصوت. هذا النوع من التأثير على المادة شائع في التكنولوجيا الصناعية.
الحصول على المعلومات باستخدام طرق الموجات فوق الصوتية
تُستخدم طرق الموجات فوق الصوتية على نطاق واسع اليوم في أنواع مختلفة من البحث العلمي لإجراء دراسة شاملة لهيكل وخصائص المواد ، فضلاً عن الفهم الكامل للعمليات التي تحدث فيها على المستويين الجزئي والكلي.
كل هذه الطرق تعتمد بشكل أساسي على اعتماد سرعة الانتشار والتوهين للموجات الصوتية على ما يحدث فيهاعمليات وخصائص المواد.
معالجة الإشارات ونقلها
تستخدم مولدات الموجات فوق الصوتية لتحويل وتمثيل أنواع مختلفة من الإشارات الكهربائية في جميع فروع الإلكترونيات الراديوية وللتحكم في الإشارات الضوئية في البصريات والإلكترونيات الضوئية.
افعل ذلك بنفسك محول بالموجات فوق الصوتية
في العالم الحديث ، يستخدم المولد بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع. على سبيل المثال ، في الصناعة ، تُستخدم الحمامات بالموجات فوق الصوتية لتنظيف شيء ما بسرعة وكفاءة. يجب أن يقال أن طريقة التنظيف هذه أثبتت نفسها من الجانب الأفضل فقط. اليوم ، يكتسب المولد بالموجات فوق الصوتية شعبية في التطبيقات الأخرى أيضًا.
تجميع دائرة UZG لإخافة الكلاب
يواجه العديد من سكان المدن الكبرى في البلاد يوميًا مشكلة ملموسة إلى حد ما تتمثل في مقابلة مجموعة من الكلاب الضالة. من المستحيل التنبؤ بسلوك القطيع مقدمًا ، لذلك سيأتي UZG للإنقاذ هنا.
في هذه المقالة سنحلل كيفية صنع مولد بالموجات فوق الصوتية بيديك.
لإنشاء الموجات فوق الصوتية في المنزل ، ستحتاج إلى التفاصيل التالية:
- لوحة الدوائر ؛
- ميركوشيما ؛
- عناصر هندسة الراديو.
لن يكون من الصعب تجميع الدائرة بنفسك. لكي تكون قادرًا على التحكم في النبضات ، من الضروري تثبيت الدائرة الدقيقة لمكون الراديو على الأرجل المحددة باستخدام مكواة لحام.
دعونا نحلل البناءمولد تردد بالموجات فوق الصوتية عالية الطاقة. الدائرة المصغرة D4049 ، التي تحتوي على 6 intertors منطقية ، تعمل كمولد تردد بالموجات فوق الصوتية.
يمكن استبدال الدوائر الدقيقة الأجنبية بنظير من الإنتاج المحلي K561LN2. لضبط التردد ، يلزم وجود منظم 22 كيلو ، وبمساعدة الولايات المتحدة يمكن تقليله إلى تردد مسموع. تستقبل مرحلة الخرج ، بفضل 4 ترانزستورات ثنائية القطب متوسطة الطاقة ، إشارات من الدائرة الدقيقة. لا توجد شروط خاصة لاختيار الترانزستورات ، الشيء الرئيسي هنا هو اختيار أزواج تكميلية قريبة قدر الإمكان من حيث المعلمات.
يمكن استخدام أي رأس RF بقوة 5 واط أو أكثر كمبرد. سيكون الخيار المثالي هو الرؤوس المحلية مثل 10GDV-6 أو 10GDV-4 أو 5GDV-6 ، ويمكن العثور عليها بسهولة في جميع الأنظمة الصوتية المصنعة في الاتحاد السوفيتي.
الدائرة ذاتية الصنع لمولد الموجات فوق الصوتية تبقى مخفية في العلبة فقط. سيساعد عاكس معدني في التحكم في قوة مولد الموجات فوق الصوتية.
دائرة المولدات بالموجات فوق الصوتية
في العالم الحديث ، من المعتاد استخدام مولد الموجات فوق الصوتية لصد الكلاب والحشرات والقوارض ، وكذلك للغسيل عالي الجودة. يستخدم UZG أيضًا لتقليل الوقت المستغرق في غسل وحفر لوحات الدوائر المطبوعة بشكل كبير. تسير العمليات الكيميائية في السائل بشكل أسرع بسبب التجويف.
تعتمد دائرة USG على مولدين نبض مستطيلين ومضخم طاقةنوع الجسر. على العناصر المنطقية من النوع DD1.3 و DD1.4 ، يتم تثبيت مولد نبض قابل للضبط للتردد فوق الصوتي للشكل المتعرج. يجب أن نتذكر أن تردد التشغيل الخاص به يعتمد بشكل مباشر فقط على المقاومة الإجمالية للمقاومات R4 و R6 ، وكذلك على سعة المكثف C3.
تذكر القاعدة: كلما انخفض التردد ، زادت مقاومة هذه المقاومات.
في العنصرين DD1.1 و DD1.2 ، يتم تصنيع مولد منخفض التردد ، بتردد تشغيل يبلغ 1 هرتز. ترتبط المولدات ببعضها البعض عن طريق المقاومات R3 و R4. من أجل تحقيق تغيير سلس في تردد المولد عالي التردد ، تحتاج إلى استخدام مكثف C2. يجب أيضًا تذكر سر واحد هنا - إذا تم تحويل المكثف C2 باستخدام المفتاح SA1 ، فسيصبح تردد المولد عالي التردد ثابتًا.
استخدام الموجات فوق الصوتية: أوسع نطاق للتطبيق
كما نعلم جميعًا ، لا يتم استخدام الموجات فوق الصوتية في أي مكان في العالم الحديث. بالتأكيد خضع كل واحد منا مرة واحدة على الأقل في حياته لإجراء الموجات فوق الصوتية (الفحص بالموجات فوق الصوتية). وتجدر الإشارة إلى أنه بفضل الموجات فوق الصوتية يمكن للأطباء الكشف عن الإصابة بأمراض الأعضاء البشرية.
تستخدم الموجات فوق الصوتية بنشاط في مستحضرات التجميل من أجل تطهير فعال للبشرة ليس فقط من الأوساخ والدهون ، ولكن أيضًا من الظهارة. على سبيل المثال ، يُستخدم الفصل الصوتي بالموجات فوق الصوتية بنجاح في صالونات التجميل للتغذية والتطهير ، وكذلك لترطيب البشرة وتجديد شبابها. تعمل تقنية استخدام الفصل الصوتي بالموجات فوق الصوتية على تعزيز آليات حماية الجلد بسبب تأثير الموجات فوق الصوتية. إجراءات التجميل معيعتبر استخدام الموجات فوق الصوتية عالميًا ومناسبًا لجميع أنواع البشرة. الصدى الصوتي بالموجات فوق الصوتية أصداء المعجزات!
يتم استخدام مولد البخار بالموجات فوق الصوتية بنشاط ليس فقط في الحمامات التركية والساونا الفنلندية ، ولكن أيضًا في الحمامات الروسية الحديثة. بفضل البخار ، يتم تطهير أجسامنا بشكل فعال من الأوساخ غير المرئية ، ويتخلص الجسم من السموم والسموم ، ويلتئم الجلد والشعر ، والبخار له تأثير إيجابي على الجهاز التنفسي للإنسان.
تُستخدم مولدات الضباب الاصطناعية بشكل فعال لزيادة رطوبة الهواء الداخلي ، مما له تأثير مفيد على المناخ في الشقة. يصبح هذا مهمًا بشكل خاص في موسم البرد ، عندما تجفف التدفئة المركزية الهواء. تُستخدم مولدات الضباب الاصطناعية في كل من المباني السكنية وفي تررم أو حديقة شتوية. ينصح الخبراء بوجود مولد رذاذ بالموجات فوق الصوتية للأشخاص الذين يعانون من أمراض الجهاز التنفسي أو المعرضين لأمراض الحساسية.
الخلاصة
في الاستخدام المنزلي ، يعد مولد البخار أو الضباب بالموجات فوق الصوتية جهازًا مفيدًا للغاية لن يخلق الراحة والراحة فحسب ، بل سيكون أيضًا قادرًا على إثراء الهواء بالفيتامينات غير المرئية ، أيونات الهواء السالبة الخفيفة ، وهي كذلك كثيرة على شاطئ البحر أو في الجبال أو في الغابة وقليل جدًا داخل شققنا. وهذا بدوره سيساعد على زيادة الحالة العاطفية وتحسين الصحة.
