超声波浴。第1部分

仓鼠欢迎您的朋友。

今天的帖子将致力于基于60 W Langevin压电陶瓷发射器的超声波清洗浴的创建。在此过程中,我们将研究设备的组成,安装方式,以免烧坏任何东西,最后,我们看到净化功能超越了Proper先生及其所有朋友。超声波浴具有许多应用领域,几乎不可能列出所有内容,因为其中大多数将仅取决于您的想象力。



在开始用超声波浴溶解手指之前,让我们看一下在较简单的系统上机械振动是如何产生的。这种振荡机制的一个例子是磁致伸缩器,其可以在磁场的影响下被压缩或拉伸。这些参数是旧祖父接收器中的普通铁氧体所拥有的,可以肯定每个人都躺在车库的某个地方。



要开始实验,我们需要:一个信号发生器,一个用于调节功率的脉冲密度调制器,一个半桥,一个可调电源和一个用于对信号进行视觉评估的示波器。在一个小的心轴上,我们缠绕一圈厚铜线圈,在我的案例中,绕出了50匝2毫米的线。铁氧体将插入房屋的这把枪中间。我们将脉冲调制器的功率设置为100%。旋转发电机上的旋钮,我们会发现系统的共振,在特定情况下,该共振看起来像两座山脉,其顶部需要对齐。



特定杆的频率为8.5 kHz。接近机械共振时,可以看到铁氧体棒顶部的水滴如何开始振动,同时改变其原始形状。在某个时刻,振动的振幅达到了这样一个值,即它将水分解成数千个小颗粒,并且在视觉上似乎液体在一瞬间就变成了雾。每个此类液滴的大小取决于机械系统;频率越高,液滴越小。

这样的磁致伸缩系统的缺点在于,在一定的功率阈值下,脆性的铁氧体会像现在那样破裂。不允许使用15瓦。在杆的中间,会出现最大的机械应力,并且会使其断裂。如果之后尝试将两半杆粘在一起,那么将不会像原来那样活跃,因为每个单独的零件都会有自己的机械共振。在拍摄过程中,我把三根这样的杆子撕了。



作为实验,我们将最普通的压电陶瓷发射器连接到发生器。旋转发电机的手柄,我们会发现水开始活跃的瞬间。可以看出,形成的液滴的尺寸比之前介绍的液滴略大,因为此处的谐振频率低2倍,对应于3.6 kHz。

以供参考。在超声波蒸发器和加湿器中,使用相同的原理,仅此处的频率已经在兆赫兹范围内。一滴水的大小可以达到几十微米。



现在,我们专门介绍朗格文散热器,该朗格文散热器以从事磁性工作的法国物理学家的名字命名。这块铁的机电频率为40 kHz,其上的水蒸发更像是火山喷发。在这种怠速下,发射器非常热,因此不建议这样做。



在下一个实验中,我们将尝试获得超声悬浮。在Langevin共振时,形成了一个站立的超声波,在辐射衬里的末端带有波腹。这是主要的纵向模式。在这种情况下,贴片末端的物质颗粒在垂直方向上以几十微米的振幅振荡。这些振动很容易传播到空气中。

如果在距发射器一定距离处安装反射面,则辐射波和反射波将加起来,在空气中形成直立的声波,这些声波具有节点-最小压力区域和波腹-最大压力区域。为了使带有聚苯乙烯泡沫的球悬浮,必须将其准确放置在声压装置中。如果关闭系统,整个纸牌屋将立即崩溃。



有了工作原理,兰格文想通了。现在,您可以仔细查看发射器。在正面,您可以看到喷砂磨砂表面,可以更好地与胶水粘合,从而将发射器固定在美食上。



这种槽的容积为半升。容器尺寸1/6,深度100毫米,不锈钢材料。我们将发射器居中放置在容器底部,并标记出它将位于的位置。实际上,这是必要的,以使痕迹的砂纸不会越过边界并且不会破坏外观。理想情况下,这个地方最好用喷砂处理,但是我农场上没有一个。准备好表面后,用丙酮对它们进行脱脂并稀释环氧胶。



我们在水槽本身上涂上一层薄薄的一层,然后对发射器进行相同的操作。不应有任何间隙,因为我们需要确保整个辐射表面的良好声学接触。停靠航天飞机时,Langevin尝试在某个地方爬行。为了使他不会跑得太远,需要先将他擦一点,然后再压下,以便多余的胶水全部爬出。



聚合后,环氧化物将获得所谓的金属硬度。对于粉丝来说,开始使用强大的超声波的这种选择可能会令人振奋。



现在是时候提出理由了。我们在10 mm刨花板上标记了预先测量的尺寸,并开始使用拼图锯。建议在所有邻居都在睡觉的夜晚进行此类操作)

最终会产生5个均匀的碎片,所需要做的就是更可靠地固定胶合板壁,以使任何东西都不会散落。我们尝试将浴缸中的一个插入另一个浴缸中。理想情况下,盒子的尺寸应略小于美食家的尺寸。



我们传递到电子部分。要控制水浴的运行时间,您需要一个计时器。在Internet上找到了合适的电路,但是电路板本身必须被培育,因为它根本不在描述中。结果是一条尺寸适中的小围巾。确实需要什么。

我们提供食物,看看东西如何发光。短按编码器按钮可打开和关闭计时器。旋转旋钮可让您从1到99之间选择时间(以分钟为单位)。经过指定的时间间隔后,将播放音乐,然后会发出警笛声,可通过按编码器将其关闭一次。工作无处容易。如果有人因声音信号而烦恼,则板上提供了一个跳线来断开扬声器的连接。



现在取决于发生器,该发生器将对扬声器系统进行抽水。我专门为在食品储藏室中挖出的零件尺寸培育了木板。我试图将元件尽可能紧密地放置,以免出现高频拾音器。尽管用狗屎和膝盖粘在一起组装的选件也效果不佳,但这样做是不值得的。



生成器称为推池。最初,它具有晶体管IRFZ46、2SK1276和IRFP460,它们似乎都工作迟钝。 IRFZ44晶体管在所有情况下均表现最佳,并停止工作。管理来自驱动程序芯片IR2153。

由于在某些模式下频率控制将是手动的,因此晶体管会非常热。因此,有必要提供良好的散热。建议使用底座较厚的散热器,因为散热器的散热效率要比左侧的一块铝板高得多,铝板在第一次约会时会因为一年级学生而过热。在任何情况下,都必须提供良好的散热和空气冷却。温度将显示在带有液晶显示屏的中国温度计上。它的成本约2美元。

浴中的所有能量将由计算机电源的脉冲变压器泵送。从实践中看,变压器的大小无关紧要,无论大小,这种事情都能正常进行。对于他们来说,两个手指就像60瓦特。我们将根据并联的强力分流器的电流表读数评估整个电路的功耗。用于我们任务的电源不必太弱。该板是从某些笔记本电脑充电中提取的。如果您相信这些特性,那么它将在20伏的电压下产生65瓦的功率。将第一个除以第二个,我们得到的电流为三分之四安培,这非常令人愉悦。



现在,这部分零件需要错开。为此,我们在木板上包含了我们所有的艺术家技能,并标记了先前计划插入控件的位置。清洁工作已经完成,是时候用来自刨花板的锯末把地毯翻过来了,在钻孔时像雪一样倾泻下来。用钻头去除钻头上的粗糙痕迹。由于喷嘴是圆形的,因此仍然可以对齐角,此时文件开始起作用。但是您需要仔细地使用它,因为已经获得了装饰涂层芯片。灰尘在整个小屋中沉淀之后,可以认为装饰性木工是完整的。



我们放置所有电子设备。当所有细节紧密结合时,音调很好。我们将计时器板放在背面,而在正面是一个温度计,它以十分之一度的温度显示温度,我们还设置了其余的开关。结果将是这样的。



我们在内部放置了电源,因为可以在吹孔附近看到它,以实现更好的冷却。我们将发电机板放在风扇对面,然后放置最后一个元件-电感器。



这整堆铁如何工作?现在让我们弄清楚。要开始调试,我们在可调电源上设置大约14伏的电压。我们检查稳定电压为驱动器芯片供电,应该为12伏。使用示波器探头,我们紧贴晶体管的栅极,检查是否存在曲折形式的信号。如果一切就绪,我们将使用一个可变电阻器来改变频率,并确保信号不会发生抖动,甚至在整个调整极限内均不会发生抖动。在这种情况下,上限约为80 kHz,下限约为34 kHz。股票足够大,他们说的口袋没有紧迫。



我们将分频器打开10并连接到场极的中腿-这是漏极。闲置时,您可以看到晶体管导通的瞬间如何发生高电压浪涌,然后与水冲击相比,产生自由的阻尼振荡。在钥匙关闭的那一刻,我们看到了另一个高峰。理想情况下,这个地方应保持整洁。但是看来他肿了。让我们尝试以伊利奇灯的形式连接负载。我们看到衰减是如何消失的,曲折的前缘在阻塞中,感应辐射达到约700伏。这样的照片是不好的。

这种恐惧甚至在董事会中也会发生,甚至手指也会影响它。在变压器输出处将重复相同的信号。可以看到在每个肩部的夹杂物之间如何形成1.2毫秒的自重。的确,除了波形,工作还朝着正确的方向发展。

高频振铃可以被缓冲器压碎。这是电阻器和电容器链的名称。在这种情况下,电阻器应该非常强大,大约5瓦,因为它非常热。我们将它们放在冷却散热器的区域中。通过将RC链连接到推池的一个肩部上,可以看到波浪是如何被淬灭的,尽管在开启时受到的干扰很小。通过为该电路选择缓冲器的容量和电阻,这可以通过实验实现,这是最好的。无论如何,即使在负载下,变压器高压部分输出端的信号也趋于类似于方波。解决了这个问题之后,我们继续进行。



由于发射极是容性负载,因此有必要计算谐振电感器,这将提高工作效率。我们测量电容并获得约5 nF的电容。该兰格文的频率为40 kHz。我们进入“ Electrodroid”程序,并在其中输入这些参数。一个精巧的双打程序,您无需计数任何东西,只需输入数字,该程序将为您做一切。根据计算结果,电感达到3.2 mH。我们将使用双线绕制变压器,以降低总电阻。更少的电阻,更少的损耗,这些热量会随着热量散发。

第一个版本的电感器缠绕在未组装的变压器的磁芯上。由于很难在各个线圈之间铺设铜线圈,因此花费了大约4个小时。所有努力的最终电感均超过0.6 mH。我生气。您可以将样品用一根铁丝包裹在一块普通的铁氧体上,这样会造成很多损耗,但是此选项可用于调谐。



那么我们在这里看到什么?发射极的一端是电流互感器,将来将很少使用。在电感器的热端,我们连接了一个霓虹灯灯泡,以便直观地评估电压。将大约1/3的水倒入美食家的容器中。将示波器探头连接到变压器的高压输出。

我们提高电压,看看...是的,地狱,明白这一点!以最大的消耗产生共鸣时,蜿蜒曲折的坐姿最大,就像电影《指环王》中的两个峰一样​​。我怀疑这是电感器如何影响低压部分的。电压的大小似乎相当大,所以我不建议再做任何事情。我们将带分压器的探头连接到热端,调整频率,然后观察电压幅度如何超出示波器范围。跨度约为1000伏。触摸霓虹灯的第二端。

让我们看看电流互感器上有什么。由于示波器的同步不良,导致图像跳变。阿努同步旧垃圾。不要带我出去!共振时的电流正在增加,这是应该的。如果浴缸中的水垂下来,则系统将变得不稳定。

实验期间发现了一个有趣的效果。如果Langevin的一端未连接到公共电路线上,则整个电压电位(以千伏为单位)会出现在浴池主体上,这在霓虹灯灯泡上是显而易见的。碰到一块铁时,甚至很小的火花也会打滑。板上预先提供了接地跳线。



电子零件的电路。我试图指出其中的所有内容,甚至是晶体管的引脚排列。谐振部分的节流阀上有一个接触器。我注意到有时不使用浴比使用浴效果更好,有时反之亦然。



为了清楚起见,下面显示了两个带有信号的图片。第一个在容性负载下工作,第二个在谐振下工作。存档所有组装浴缸所需的材料。



我们弄清楚了这部分,就像没有什么烧尽一样,我们继续前进。我们将所有连接器连接到电源,控制,可变电阻器,Keller等。由于温度计的温度传感器具有非常方便的安装形式,因此我没有提出将其附着到箔纸胶带上的其他方法,尽管在散热器上钻一个孔并将其与导热油脂放在一起以更好地进行热接触会更正确。

浴缸的主体是用刨花板制成的,众所周知,他怕水,或者怕没有保护的侧壁。防水有机硅可以应对此类任务。我们分离出一块泥,然后将其擦到树的末端。在这里重要的是不要为自己赶路。而且,阻尼带将更好地支撑在硅树脂上,从而将美食容器的主体与设备主体隔离开,从而不会衰减有用的振动。

要将Langevin固定在不锈钢槽上而不是环氧树脂上,可以使用Poxipol型冷焊。似乎浴缸的制造商正在使用它。让他们使用它,普通的环氧树脂便宜几倍。

以供参考。不要将物品放在无人看管的地方,否则仓鼠会扎进去并咬伤所有电线。但是不要害怕,如果您总是可以用烙铁来进行反击。)说浴缸变得紧凑,这与中国人相比没什么可说的,但是有多少功率……



第二部分



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