Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Особенности проектирования электронных генераторов для излучателей, предназначенных для воздействия на газовые среды

%PDF-1.3 % 1 0 obj > endobj 5 0 obj /Title >> endobj 2 0 obj > endobj 3 0 obj > endobj 4 0 obj > stream

  • Особенности проектирования электронных генераторов для излучателей, предназначенных для воздействия на газовые среды
  • Хмелев В. Н.; Барсуков Р. В.; Шалунов А. В.; Абраменко Д. С.; Генне Д. В.; Абрамов А. Д. endstream endobj 6 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj > endobj 10 0 obj > endobj 11 0 obj > endobj 12 0 obj > stream HlSo0Hɉ&^dyqzĐ>c”/}wޝ:|8a ¶v. u%uӣnl~ ÷CxA1֝6B꾫kdJɮ(Jjʢ(Lڃݕ]ï{+UvM7{?`S~_2[㽉9{[email protected]~>twhnއi-lJREL\[email protected]ӂ’V/TDpM(jZYX٬,kStȀo A|㕈m @EYM2cƃ:J22H+LXCzmH

    Мощный ультразвуковой излучатель своими руками. Ультразвуковой шокер-излучатель. Что такое инфразвук

    Возвращаясь с работы ночью или бродя по темным переулкам, есть опасность подвергнутся нападению бродячих собак, укусы которых иногда опасны для жизни, если вовремя не обратится к врачам. Именно для этих случаев умные человеческие мозги придумали ультразвуковой отпугиватель.

    Промышленные отпугиватели имеют достаточно сложную схему и выполнены на достаточно дефицитных компонентах.

    В этой статье мы рассмотрим вариант такого отпугивателя с использованием знаменитого таймера 555 серии. Таймер, как известно, может работать в качестве генератора прямоугольных импульсов, именно такое подключение использовано в схеме.

    Генератор работает на частоте 20-22 кГц, как известно многие животные “общаются” на ультразвуковом диапазоне.

    Опыты показали, что частоты 20-25 кГц вызывают у собак искусственный страх, благодаря построечному регулятору, генератором можно настроить на частоту 17-27кГц.

    Сама схема содержит всего 6 компонентов и не вызовет никаких затруднений. Регулятор желательно использовать многооборотный, для более точной настройки на нужную частоту.
    Пьезоизлучатель можно взять от калькулятора или любых других музыкальных игрушек, можно также использовать любые ВЧ головки с мощностью до 5 ватт, больше попросту нет смысла.

    Устройство эффективно действует на расстоянии 3-5 метров, поскольку в схеме нет дополнительного усилителя мощности.

    В качестве источника питания, удобно использовать крону, или любой другой источник с напряжением от 6 до 12 вольт.

    Список радиоэлементов
    Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
    Программируемый таймер и осциллятор

    NE555

    1 В блокнот
    R1 Резистор

    2. 2 кОм

    1 В блокнот
    R2 Резистор

    1 кОм

    1 В блокнот
    R3 Переменный резистор 4.7 кОм 1 В блокнот
    C1 Электролитический конденсатор 10 мкФ 1
    В блокнот
    C2 Конденсатор 10 нФ 1 В блокнот
    Пьезоизлучатель 1

    Получить ультразвуковые волны довольно просто. Нужно лишь заставить вибрировать частички вещества с соответствующей частотой. Вибрацию можно осуществить следующими методами, которые и легли в основу создания ультразвуковых генераторов:

    1. Механический (акустические колебания возникают при механическом ударе по твердому телу или при его трении)

    2. Пьезоэлектрический (акустические колебания возникают при воздействии на пьезоэлектрик переменного электрического поля)

    3. Магнитострикционный (акустические колебания возникают при воздействии на ферромагнетик переменного магнитного поля)

    4. Электростатический (акустические колебания возникают при воздействии на диэлектрик переменного электрического поля)

    5. Электродинамический (акустические колебания возникают при воздействии на электропроводную среду переменного магнитного поля)

    МЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ УЛЬТРАЗВУКА

    Исторически самыми первыми были механические излучатели ультразвука. Простая стальная струна от рояля может стать источником ультразвука. Как известно, натянутая стальная струна длиной 50 см. при ударе молоточком возбуждает в воздухе звуковые волны частотой 5 кГц. Поскольку генерируемая частота обратно пропорциональна длине струны, укорачивая длину струны, можно увеличить частоту звука. Например, струна длиной 10 см. может дать ультразвук частотой 25 кГц.

    При ударе молоточком по натянутой струне в окружающем пространстве возникают акустические волны

    Используемые музыкантами камертоны также способны генерировать ультразвук, если уменьшить все размеры этого устройства (предельная частота достигаемого ультразвука ~100 кГц).

    Музыкальный камертон

    Однако такие простые источники ультразвука не могут дать большую акустическую интенсивность.

    Более мощный ультразвук можно получить в стальном или стеклянном стержне, возбуждая в нем продольные акустические колебания посредством трения. Стержень закрепляется посередине, и один из его концов непрерывно натирается каким-либо мягким материалом типа шелковой ткани. При этом на другом конце стержня возникают акустические колебания. Среди множества генерируемых колебаний наибольшую интенсивность будут иметь те колебания, частота которых совпадает с собственной частотой упругих колебаний стержня. Независимо от материала стержня, чем меньше его длина, тем выше частота акустических колебаний.

    1- Стальной стержень

    2- Точка крепления стержня

    3- Стальные валики, покрытые шелковой тканью

    Мощным источником ультразвука (единицы и сотни ватт) является свисток Гальтона, работающий на частотах до 50 кГц. Принцип работы акустического свистка основан на возникновении акустических колебаний в турбулентном газовом потоке. Если в таком газовом потоке установить акустический резонатор, в нем будут усиливаться колебания, определяемые геометрией резонатора и параметрами газовой струи. Один из вариантов конструкции свистка Гальтона показан на рисунке ниже.

    Газовый поток через трубку 1 подводится к кольцеобразной щели 2, через которую он попадает на острое цилиндрическое лезвие 3. При этом вокруг лезвия возникают периодические завихрения (турбулентность), возбуждающие в полом объеме 4 (резонатор) акустические колебания.

    Резонатор настраивается подвижным поршнем 5, который приводится в движение микрометрическим винтом 6. Второй микрометрический винт 7 регулирует величину зазора между щелью 2 и лезвием 3, определяя частоту излучаемого ультразвука (чем выше скорость газового потока и меньше ширина щели, тем выше частота акустических колебаний). Независимая настройка резонатора и величины воздушного зазора на нужную частоту-занятие крайне утомительное. Однако при стабильном газовом потоке и четкой регулировке свисток Гальтона выдает ультразвук эталонного качества.

    Разновидностью свистка Гальтона является жидкостный свисток. Принцип его работы такой же, как и газового свистка, с той разницей, что вместо газовой струи используется поток жидкости. Однако частота и мощность ультразвука в жидкостном свистке (предельная частота ультразвука ~ 40 кГц) ниже, чем в газовом. Это объясняется уменьшением резонансных свойств полого объема, помещенного в жидкость (коэффициент отражения акустической волны на границе жидкость/твердое тело намного меньше, чем на границе газ/твердое тело).

    Повысить мощность ультразвука, генерируемого жидкостным свистком, можно применением в качестве резонатора твердотельной пластинки. Если на пути струи жидкости поместить клиновидную пластину, в ней возникнут акустические колебания, частота которых определяется скоростью струи жидкости и расстоянием между соплом и клином пластины. Чем выше скорость потока жидкости и меньше расстояние между соплом и пластиной, тем выше частота акустических колебаний. При совпадении частоты акустических колебаний с собственной частотой колебаний пластинки возникает акустический резонанс, и амплитуда колебаний пластинки резко возрастает. Для ослабления влияния элементов держателя пластинки на амплитуду колебаний пластинка крепится в точках, в которых имеются узлы колебаний. Собственная частота колебаний клиновидной пластины определяется параметрами материала, из которого она изготовлена, но при прочих равных условиях, чем толще и короче пластина, тем выше собственная частота колебаний. На рисунке ниже стрелкой показано направление потока жидкости через сопло.


    Другим механическим источником ультразвука является газоструйный акустический излучатель Гартмана.

    Предельная частота ультразвука при использовании воздушной струи достигает 120 кГц. Принцип работы этого устройства основан на возникновении акустических колебаний в газовой струе, имеющей сверхзвуковую скорость истечения.


    Если перед соплом 1 поместить резонатор 2, в нем будут усиливаться акустические колебания, частота которых определяется глубиной и диаметром полости резонатора.

    К механическому источнику ультразвука относится и сирена. Сирена в простейшем случае представляет собой два диска, имеющих несколько отверстий, через которые продувается воздух (бывают и жидкостные сирены, в которых вместо воздуха используется поток жидкости). Один диск является неподвижным (статор), а другой (ротор) вращается параллельно статорному диску. Если оба диска имеют одинаковые отверстия, то за счет периодического прерывания потока воздуха возникают акустические колебания определенной частоты, зависящей от числа отверстий в дисках и частоты вращения ротора. Чем больше отверстий в дисках и выше число оборотов ротора, тем выше частота излучаемого ультразвука.


    Предельная частота ультразвука сирены достигает 50 кГц, хотя в оригинальных конструкциях частота ультразвука составляет несколько сотен килогерц. Сирена способна выдавать акустическую мощность в несколько киловатт. Ультразвуковое поле сирены может быть настолько большим, что помещенный в него клочок ваты практически мгновенно вспыхивает и сгорает.

    Практическое использование описанных выше механических излучателей ультразвука сильно ограничивается тем обстоятельством, что ультразвук генерируется в газовой струе, тогда как часто требуется введение ультразвука в жидкость или твердое тело.

    ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКА

    Принцип работы электростатического акустического генератора основан на взаимодействии электрически заряженных частиц. Как известно, однополярные заряды отталкиваются друг от друга, а разнополярные притягиваются. Если зарядить две параллельные металлические пластины разными зарядами, то пластины будут взаимно притягиваться. Если же подать на пластины переменное напряжение, пластины начнут совершать механические колебания, частота которых будет определяться частотой переменного напряжения. Как правило, в электростатическом излучателе одна пластина неподвижна, а другая представляет собой тонкую (десятки микрон) металлизированную пленку, которая и совершает колебания, возбуждая продольную акустическую волну.


    Электростатический излучатель способен генерировать ультразвук довольно большой частоты, исчисляемой десятками мегагерц, однако интенсивность получаемого ультразвука относительно мала.

    ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКА

    На любой проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Это явление используется в электродинамическом акустическом генераторе. На рисунке показан простой электродинамик, способный излучать ультразвук.

    Если в проводе катушки протекает переменный ток, его магнитное поле наводит вихревые токи в электропроводящем стержне, заставляя его совершать механические колебания. Стержень соединен с мембраной, которая и создает в окружающей среде продольную акустическую волну, частота которой зависит от частоты переменного тока в катушке. Электродинамики применяют для генерации низкочастотного ультразвука, частота которого не превышает 100 кГц. Электродинамический принцип получения ультразвука используют, главным образом, в микроэлектронике при создании так называемых электромагнитных акустических преобразователей. Работа таких преобразователей основана на возникновении акустических колебаний в твердом теле, на которое действует внешнее магнитное поле. При прохождении через твердое тело электрического тока на него действует сила Лоренца со стороны внешнего магнитного поля, и при переменном токе в твердом теле возникают акустические колебания, частота которых зависит от частоты переменного тока. В миниатюрных преобразователях в качестве твердого тела применяют металлизированный диэлектрик (стекло или керамика).


    МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКА

    Эффект магнитострикции уже давно используется для генерации ультразвуковых колебаний. В чем суть? Если поместить ферромагнитный стержень в переменное магнитное поле, геометрические размеры стержня будут изменяться, т.е. в окружающей стержень среде возникнут акустические волны.


    При совпадении частоты переменного магнитного поля с собственной частотой упругих колебаний стержня возникнет акустический резонанс, и амплитуда колебаний стержня будет максимальной.

    Амплитуда колебаний стержня-вибратора зависит не только от физических свойств конкретного ферромагнетика, но и от упругости твердого тела, из которого изготовлен стержень. Вобщем-то, амплитуда акустических колебаний незначительна и исчисляется микронами, но и этого достаточно для создания высокоэффективных ультразвуковых технологических установок.

    В качестве материала для магнитострикционного преобразователя (вибратора) среди металлов-ферромагнетиков никель обладает самыми лучшими магнитострикционными свойствами, однако были найдены и другие материалы на основе интерметаллических соединений:

    Альфер -сплав Fe и Al (13%)

    Пермаллой -сплав Fe и Ni (40%)

    Альсифер -сплав Fe и Al (4%), Si (2%)

    Пермендюр -сплав Fe и Co (49%), V (2%)

    Инвар -сплав Fe (64%) и Ni (36%)

    Цекас -сплав Fe (26,9%), Ni (59,9%), Cr (11,2%), Mn (2%)

    Альтернативой перечисленным выше материалам является ферритовая керамика, химический состав которой определяется общей формулой MO-Fe2O3, где М может быть таким металлом как Ni, Co, Fe, Mn, Mg, Cu. Преимущество ферритового вибратора в том, что у него потери на вихревые токи значительно ниже, чем у металлического вибратора, что позволяет использовать монолитные вибраторы на высоких частотах ультразвука. Если металлический вибратор при продолжительной работе требует водяного охлаждения, то ферритовый вибратор способен генерировать ультразвук при температуре до 500 °. Однако феррит не выдерживает мощных ультразвуковых вибраций и его применение ограничено.

    На рисунке ниже показана конструкция самодельного магнитострикционного вибратора на основе ферритового стержня.


    Вибратор металлического магнитострикционного излучателя представляет собой стянутый в единый пакет набор из пластин (толщина пластины не более 0,3 мм). Для возбуждения ультразвуковых колебаний вокруг пластин вибратора наматывается несколько витков провода, через который пропускается переменный ток ультразвуковой частоты.


    Магнитострикционный преобразователь, набранный из отдельных пластин (справа на рисунке форма отдельной пластины).

    Для получения максимальной амплитуды акустических колебаний длина пластины соответствует резонансной частоте. Если требуется облучать ультразвуком большие поверхности, используют более сложные профили пластин. На рисунке ниже показан магнитострикционный преобразователь для ванн ультразвуковой очистки.


    В некоторых ультразвуковых приборах требуется направленное ультразвуковое излучение. В этом случае применяют преобразователь, набранный из пластин круглого профиля.



    Магнитострикционный преобразователь, в котором используются ультразвуковые колебания внешнего кольца пакета пластин.


    Магнитострикционный преобразователь, в котором используются ультразвуковые колебания внутреннего кольца пакета пластин.

    Как правило, в магнитострикционном излучателе используется подмагничивание вибратора, что позволяет добиться большей амплитуды колебаний вибратора. При этом частота колебаний вибратора совпадает с частотой переменного магнитного поля (без подмагничивания частота вибратора вдвое больше частоты магнитного поля, но амплитуда вибраций будет незначительной). В ферритовых излучателях для подмагничивания обычно применяют постоянные магниты, а в металлических излучателях используют подмагничивание постоянным током, проходящим через обмотку возбуждения вибратора или дополнительную обмотку подмагничивания. Принципиального значения источник подмагничивания не имеет. В любом случае, для конкретного вибратора существует оптимальная величина магнитного поля, при которой достигается максимальная амплитуда ультразвуковых колебаний.

    На рисунке ниже показана схема подключения магнитострикционного преобразователя (вибратора) с подмагничиванием электрическим током.

    В этой схеме разделительный конденсатор С препятствует закорачиванию блока питания через выходные цепи ультразвукового генератора, а дроссель препятствует проникновению высокочастотных колебаний в блок питания.

    Применение в магнитострикционных преобразователях вибратора, набранного из отдельных металлических пластин, обусловлено необходимостью уменьшения нагрева металла в электромагнитном поле катушки возбуждения. При использовании монолитного вибратора возрастают потери энергии на вихревые токи, что приводит к нагреву ферромагнетика вибратора особенно на высоких частотах ультразвука. Как известно, при нагревании ферромагнетик теряет свои магнитострикционные свойства и при определенной температуре (точка Кюри) превращается в парамагнетик, что приводит к полному прекращению ультразвуковых колебаний вибратора.

    Предельная частота ультразвуковых колебаний магнитострикционного излучателя определяется его геометрическими размерами (чем меньше длина вибратора, тем выше частота ультразвука) и не превышает 200 кГц. Однако при некоторой потери мощности можно получить ультразвук гораздо большей частоты, возбуждая вибратор на частотах, кратных гармоникам собственной частоты упругих колебаний вибратора. Так, например, применяя в качестве вибратора тонкую ферритовую пластинку, можно получить ультразвук частотой порядка 10 МГц.

    Принцип работы пьезоэлектрического излучателя ультразвука основан на использовании обратного пьезоэффекта, т.е. возникновении механических деформаций в некоторых кристаллах при воздействии на определенные грани кристалла внешнего электрического поля. Пьезоэлектрический эффект позволяет генерировать самый широкий спектр ультразвуковых частот. Только пьезоэлектрические излучатели способны создавать высокочастотные акустические колебания с частотой порядка 100 МГц.

    Главным элементом пьезоизлучателя является твердотельная пластина (иногда полимерная пленка), изготовленная из пьезоэлектрического материала (кварц, турмалин, кристалл сегнетовой соли, титанат бария, цирконат-титанат свинца). Пластина помещается между двумя электродами, на которые подается переменное электрическое напряжение ультразвуковой частоты. Если пластина изготовлена из кристаллического пьезоэлектрика, то направление ультразвукового излучения будет зависеть от того, как ориентированно внешнее электрическое поле относительно кристаллографических осей пластины. Возможны как продольные, так и поперечные колебания пластины.


    В результате пьезоэффекта в окружающей пластину среде возбуждаются акустические колебания, частота которых определяется частотой источника переменного напряжения. Амплитуда таких колебаний пропорциональна величине приложенного к электродам напряжения и ограничена диэлектрической прочностью материала пластины. Кроме того, акустические колебания будут максимальными, если частота переменного напряжения совпадает с собственной частотой упругих колебаний пластины.

    В настоящее время все технологические, медицинские и бытовые ультразвуковые установки с пьезокерамическим преобразователем используют не дорогие пьезокристаллы, а дешевую пьезокерамику на основе титаната бария или цирконат-титаната свинца. В зависимости от направления поляризации пьезокерамического вибратора в нем могут возникать как продольные, так и поперечные колебания. В таблице ниже показаны самые распространенные виды пьезокерамических излучателей.


    Пьезокерамические вибраторы могут иметь различную форму и размеры

    На рисунке ниже представлена одна из возможных конструкций пьезокерамического преобразователя.


    Акустические свойства и площадь поперечного сечения металлических частей преобразователя должны соответствовать таковым для пьезокерамики. Обе металлические части могут быть изготовлены из одинакового или комбинированного материала. Обычно используют сталь, алюминий, титан, магний, бронзу, латунь и медь. Часто только одна из металлических частей используется для выхода максимальной мощности, и преобразователь изготавливается как полуволновой вибратор с резонансной частотой от 20 кГц до 40 кГц. Для увеличения предела прочности пьезокерамического элемента, а также улучшения акустического контакта металлические части преобразователя стягиваются болтом, создавая предварительное механическое напряжение на пьезокерамике.

    Ультразвуковой шокер-излучатель

    Исполнительное устройство активной сигнализации

    Данное устройство предназначено только для демонстрационных испытаний в лабораторных условиях. Предприятие не несет ответственности за любое использование данного устройства.

    Ограниченный сдерживающий эффект достигается воздействием мощного ультразвукового излучения. При сильных интенсивностях, ультразвуковые колебания производят чрезвычайно неприятный, раздражающий и болезненный эффект на большинство людей, вызывая сильные головные боли, дезориентацию, внутричерепные боли, паранойю, тошноту, расстройство желудка, ощущение полного дискомфорта.

    Генератор ультразвуковой частоты выполнен на D2. Мультивибратор D1 формирует сигнал треугольной формы, управляющий качанием частоты D2. Частота модуляции 6-9 Гц лежит в области резонансов внутренних органов.

    D1, D2 – КР1006ВИ1; VD1, VD2 – КД209; VT1 – KT3107; VT2 – KT827; VT3 – KT805; R12 – 10 Ом;

    T1 выполнен на ферритовом кольце М1500НМЗ 28х16х9, обмотки n1, n2 содержат по 50 витков D 0. 5.

    Отключить излучатель; отсоединить резистор R10 от конденсатора C1; подстроечным резистором R9 выставить на выв. 3 D2 частоту 17-20 кГц. Резистором R8 установить требуемую частоту модуляции (выв. 3 D1). Частоту модуляции можно уменьшить до 1 Гц, увеличив емкость конденсатора С4 до 10 мкФ; Подсоединить R10 к С1; Подключить излучатель. Транзистор VT2 (VT3) устанавливают на мощный радиатор.

    В качестве излучателя лучше всего применить специализированную пьезокерамическую головку ВА импортного или отечественного производства, обеспечивающую при номинальном напряжении питания 12 В уровень звуковой интенсивности 110 дБ: Можно использовать несколько мощных высокочастотных динамических головок (динамиков) ВА1…BAN, соединенных параллельно. Для выбора головки, исходя из требуемой интенсивности ультразвука и расстояния действия, предлагается следующая методика.

    Средняя подводимая к динамику электрическая мощность Рср = Е2 / 2R, Вт, не должна превышать максимальной (паспортной) мощности головки Рmaх, Вт; Е – амплитуда сигнала на головке (меандр), В; R – электрическое сопротивление головки, Ом. При этом эффективно подводимая электрическая мощность на излучение первой гармоники Р1 = 0.4 Рср, Вт; звуковое давление Рзв1 = SдP11/2/d, Па; d – расстояние от центра головки, м; Sд = S0 . 10(LSд/20) Па Вт-1/2; LSд – уровень характеристической чувствительности головки (паспортное значение), дБ; S0 = 2 . 10-5 Па Вт-1/2. В результате, интенсивность звука I = Npзв12 / 2sv, Вт/м2; N – число параллельно соединенных головок, s = 1.293 кг/м3 – плотность воздуха; v = 331 м/с – скорость звука в воздухе. Уровень интенсивности звука L1 = 10 lg (I/I0), дБ, I0 = 10-12 I m/м2.

    Уровень болевого порога считается равным 120 дБ, разрыв барабанной перепонки наступает при уровне интенсивности 150 дБ, разрушение уха при 160 дБ {180 дБ прожигает бумагу). Аналогичные зарубежные изделия излучают ультразвук с уровнем 105-130 дБ на расстоянии 1 м.

    При использовании динамических головок дли получения требуемого уровня интенсивности может потребоваться увеличить напряжение питания. При соответствующем радиаторе (игольчатый с габаритной площадью 2 дм2) транзистор KT827 (металлический корпус) допускает параллельное включение восьми динамических головок с сопротивлением катушки 8 0м каждая. 3ГДВ-1; 6ГДВ-4; 10ГИ-1-8.

    Разные люди переносят ультразвук по разному. Наиболее чувствительны к ультразвуку люди молодого возраста. Дело вкуса, если вместо ультразвука вы предпочтете мощное звуковое излучение. Для этого необходимо увеличить емкость С2 в десять раз. При желании можно отключить модуляцию частоты, отсоединив R10 от С1.

    С ростом частоты эффективность излучения некоторых типов современных пьезоизлучателей резко увеличивается. При непрерывной работе более 10 минут, возможен перегрев и разрушение пьезокристалла. Поэтому рекомендуется выбирать напряжение питания ниже номинального. Необходимый уровень звуковой интенсивности достигается включением нескольких излучателей.

    Ультразвуковые излучатели обладают узкой диаграммой направленности. При использовании исполнительного устройства для охраны помещений большого объема излучатель нацеливают в направление предполагаемого вторжения.

    Взято с http://patlah.ru/etm/etm-11/e-shokeri/e-shokeri/e-shok-09.html

    “Энциклопедия Технологий и Методик” Патлах В.В. 1993-2007 гг.

    Ультразвуковая пушка собрана своими руками всего на двух логических инверторах и имеет минимальное количество комплектующих компонентов. Не смотря на простоту сборки, конструкция достаточно мощная и может применяться против пьяных алкашей, собак или подростков, которые засиживаются и поют в чужих подъездах.

    Схема ультразвуковой пушки

    Для генератора подойдут микросхемы СD4049 (HEF4049), CD4069, или отечественные микросхемы К561ЛН2, К176ПУ1, К176ПУ3, К561ПУ4 или любые другие микросхемы стандартной логики с 6-ю или 4-я логическими инверторами, но придется менять цоколевку.

    Наша схема ультразвуковой пушки выполнена на микросхеме HEF4049. Как уже было сказано, нам нужно задействовать всего два логических инвертора, а какие из шести инверторов задействовать – вам решать.


    Сигнал с выхода последней логики усиливается транзисторами. Для раскачки последнего (силового) транзистора в моем случае применены два маломощных транзистора КТ315, но выбор огромный, можно ставить любые NPN транзисторы малой и средней мощности .

    Выбор силового ключа тоже не критичен, можно ставить транзисторы из серии KT815, KT817, KT819, KT805, КТ829 — последний является составным и будет работать без дополнительного усилителя на маломощных транзисторах. С целью повышения выходной мощности можно использовать мощные составные транзисторы типа КТ827 — но для его раскачки дополнительный усилитель все-таки будет нужен.


    В качестве излучателя можно использовать любые СЧ и ВЧ головки с мощностью 3-20 Ватт, можно также задействовать пьезоизлучатели от сирен (как в моем случае).


    Подбором конденсатора и сопротивления подстроечного резистора — настраивается частота.


    Такая ультразвуковая пушка собранная своими руками вполне подойдет для охраны дачной территории или частного дома. Но не нужно забывать — ультразвуковой диапазон опасен! Мы не можем слышать его, но организм чувствует. Дело в том, что уши принимают сигнал, но мозг не способен раскодировать его, отсюда и такая реакция нашего организма.


    Собирайте, тестируйте, радуйтесь — но будьте предельно осторожны, а я с вами прощаюсь, но ненадолго — АКА КАСЬЯН.

    Для генерации ультразвука применяются специальные излучатели магнитострикционного типа. К основным параметрам устройств относится сопротивление и проводимость. Также учитывается допустимая величина частоты. По конструкции устройства могут отличаться. Также надо отметить, что модели активно применяются в эхолотах. Чтобы разобраться в излучателях, важно рассмотреть их схему.

    Схема устройства

    Стандартный магнитострикционный излучатель ультразвука состоит из подставки и набора клемм. Непосредственно магнит подводится на конденсатор. В верхней части устройства имеется обмотка. У основания излучателей часто устанавливается зажимное кольцо. Магнит подходит только неодимового типа. В верхней части моделей располагается стержень. Для его фиксации применяется кольцо.

    Кольцевая модификация

    Кольцевые устройства работают при проводимости от 4 мк. Многие модели производятся с короткими подставками. Также надо отметить, что существуют модификации на полевых конденсаторах. Чтобы собрать магнитострикционный излучатель своими руками, применяется обмотка соленоида. При этом клеммы важно устанавливать низкого порогового напряжения. Ферритовый стрежень целесообразнее подбирать небольшого диаметра. Зажимное кольцо ставится в последнюю очередь.

    Устройство с яром

    Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно просто. В первую очередь заготавливается стойка под стержень. Далее важно вырезать подставку. Для этого можно использовать металлический диск. Специалисты говорят о том, что подставка в диаметре должна быть не более 3.5 см. Клеммы для устройства подбираются на 20 В. В верхней части модели фиксируется кольцо. При необходимости можно намотать изоленту. Показатель сопротивления у излучателей данного типа находится в районе 30 Ом. Работают они при проводимости не менее 5 мк. Обмотка в данном случае не потребуется.

    Модель с двойной обмоткой

    Устройства с двойной обмоткой производятся разного диаметра. Проводимость у моделей находится на отметке 4 мк. Большинство устройств обладает высоким волновым сопротивлением. Чтобы сделать магнитострикционный излучатель своими руками, используется только стальная подставка. Изолятор в данном случае не потребуется. Ферритовый стержень разрешается устанавливать на подкладку. Специалисты рекомендуют заранее заготовить уплотнительное кольцо. Также надо отметить, что для сборки излучателя потребуется конденсатор полевого типа. Сопротивление на входе у модели должно составлять не более 20 Ом. Обмотки устанавливаются рядом со стержнем.

    Излучатели на базе отражателя

    Излучатели данного типа выделяются высокой проводимостью. Работают модели при напряжении 35 В. Многие устройства оснащаются полевыми конденсаторами. Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно проблематично. В первую очередь надо подобрать стержень небольшого диаметра. При этом клеммы заготавливаются с проводимостью от 4 мк.

    Волновое сопротивление в устройстве должно составлять от 45 Ом. Пластина устанавливается на подставке. Обмотка в данном случае не должна соприкасаться с клеммами. В нижней части устройства обязана находиться круглая подставка. Для фиксации кольца часто применяется обычная изолента. Конденсатор напаивается над манганитом. Также надо отметить, что кольца иногда применяются с накладками.

    Устройства для эхолотов

    Для эхолотов часто используется магнитострикционный излучатель УЗ. Как приготовить модель своими руками? Самодельные модификации производятся с проводимостью от 5 мк. у них в среднем равняется 55 Ом. Чтобы изготовить мощный ультразвуковой стержень применяется на 1.5 см. Обмотка соленоида накручивается с малым шагом.

    Специалисты говорят о том, что стойки под излучатели целесообразнее подбирать из нержавейки. При этом клеммы применяются с малой проводимостью. Конденсаторы подходят разного типа. у излучателей находится на отметке 14 Вт. Для фиксации стержня используются резиновые кольца. У основания устройства накручивается изолента. Также стоит отметить, что магнит надо устанавливать в последнюю очередь.

    Модификации для рыболокаторов

    Устройства для рыболокаторов собираются только с проводными конденсаторами. Для начала требуется установить стойку. Целесообразнее применять кольца диаметром от 4.5 см. Обмотка соленоида обязана плотно прилегать к стержню. Довольно часто конденсаторы припаиваются у основания излучателей. Некоторые модификации производятся на две клеммы. Ферритовый стрежень обязан фиксироваться на изоляторе. Для укрепления кольца используется изолента.

    Модели низкого волнового сопротивления

    Устройства низкого волнового сопротивления работают при напряжении 12 В. У многих моделей имеются два конденсатора. Чтобы собрать прибор, генерирующий ультразвук, своими руками, потребуется стержень на 10 см. При этом конденсаторы на излучатель устанавливаются проводного типа. Обмотка накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что для сборки модификации потребуется клемма. В некоторых случаях используются полевые конденсаторы на 4 мк. Параметр частоты будет довольно высокий. Магнит целесообразнее устанавливаться над клеммой.

    Устройства высокого волнового сопротивления

    Излучатели ультразвука высокого сопротивления хорошо подходят для приемников короткой волны. Собрать самостоятельно устройство можно только на базе переходных конденсаторов. При этом клеммы побираются высокой проводимости. Довольно часто магнит устанавливается на стойке.

    Подставка для излучателя применяется малой высоты. Также надо отметить, что для сборки устройства используются один стрежень. Для изоляции его основания подойдет обычная изолента. В верней части излучателя обязано находиться кольцо.

    Стержневые устройства

    Схема стержневого типа включает в себя проводник с обмоткой. Конденсаторы разрешается применять разной емкости. При этом они могут отличаться по проводимости. Если рассматривать простую модель, то подставка заготавливается круглой формы, а клеммы устанавливаются на 10 В. Обмотка соленоида накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что магнит подбирается неодимового типа.

    Непосредственно стержень применяется на 2.2 см. Клеммы можно устанавливать на подкладке. Также надо упомянуть о том, что существуют модификации на 12 В. Если рассматривать устройства с полевыми конденсаторами высокой емкости, то минимальный диаметр стержня допускается 2.5 см. При этом обмотка должна накручиваться до изоляции. В верхней части излучателя устанавливается защитное кольцо. Подставки разрешается делать без накладки.

    Модели с однопереходными конденсаторами

    Излучатели данного типа выдают проводимость на уровне 5 мк. При этом показатель волнового сопротивления у них максимум доходит до 45 Ом. Для того чтобы самостоятельно изготовить излучатель, заготавливается небольшая стойка. В верхней части подставки обязана находиться накладка из резины. Также надо отметить, что магнит заготавливается неодимового типа.

    Специалисты советуют устанавливать его на клей. Клеммы для устройства подбираются на 20 Вт. Непосредственно конденсатор устанавливается над накладкой. Стержень используется диаметром в 3.3 см. В нижней части обмотки должно находиться кольцо. Если рассматривать модели на два конденсатора, то стержень разрешается использовать с диаметром 3.5 см. Обмотка должна накручиваться до самого основания излучателя. В нижней части стоки клеится изолента. Магнит устанавливается в середине стойки. Клеммы при этом должны находиться по сторонам.

    Магнитострикционные преобразователи

    Главным и самым дорогим элементом любого акустического противонакипного устройства является магнитострикционный преобразователь. Другое его название – излучатель ультразвука. Ультразвуковой преобразователь преобразует электромагнитные колебания в механические ультразвуковые и передаёт их теплообменному оборудованию, которое необходимо защитить от накипи.

    Внутри излучателя находится сердечник из магнитострикционного сплава, обладающего способностью менять свои размеры под действием электрического тока, проходящего по обмотке сердечника. Сердечник припаян к стальному наконечнику, которым излучатель приваривается к защищаемому оборудованию.

    Преобразователь получает от генератора по кабелю электрические импульсы с несущей частотой от 18 до 25 кГц. Этот электрический сигнал преобразуется магнитострикционным сердечником в механические колебания той же частоты – таким образом генерируется ультразвук. А поскольку излучатель приварен к защищаемому агрегату и представляет с ним единое целое, ультразвуковые колебания возбуждаются во всей конструкции теплообменника или котла, распространяются во всей теплообменной поверхности и переизлучаются в воду. Таким образом, мы создали в металле и воде непрерывные микроколебания с амплитудой в несколько микрон, которые безопасны для сварки и вальцовки, но разрушительны для карбоната кальция и других твёрдых отложений.

    Магнитострикционный преобразователь – сложное в производстве и дорогое изделие, требующее немалых технологических ухищрений. Особенно, если в качестве магнитострикционного материала используется пермендюр – сплав кобальта с железом и ванадием. Именно этот материал с прекрасными магнитострикционными свойствами используется в акустических противонакипных устройствах «Акустик-Т». Магнитострикционные преобразователи не только сложны в производстве, но и требуют для своего возбуждения мощного токового сигнала. Что требует, во-первых, соответствующего генератора, а во-вторых, ограничивает длину соединительного кабеля – не более 8 метров.

    Возникает резонный вопрос – почему бы не использовать в противонакипных устройствах преобразователи, сделанные из пьезокерамики? Пьезокерамика представлена на рынке в большом разнообразии, преобразователи из керамики сравнительно дёшевы, компактны и возбуждаются сигналом не тока, а напряжения, что снимает ограничения на длину кабеля от генератора к излучателю ультразвука. Но здесь есть один секрет.
    Дело в том, что амплитуда колебаний, переданная нагрузке пьезокерамическими преобразователями, сильно зависит от присоединенной массы нагрузки. Это физическое свойство пьезокерамики, ничего не поделаешь. Пьезокерамический преобразователь, работающий на большую присоединенную массу, очень плохо передает нагрузке акустическую энергию. Поэтому, для создания ультразвуковых колебаний в кожухотрубных теплообменниках и котлах, магнитострикционные преобразователи намного более эффективны. Магнитострикционные преобразователи отлично излучают ультразвук в массивные крупногабаритные конструкции. А вот для защиты от накипи пластинчатых теплообменников, где излучение производится в воду, можно использовать излучатели ультразвука на базе пьезокерамики, что мы и делаем в устройствах серии «Акустик-Т ПК».

    Магнитострикционный и пьезокерамический преобразователи

    До недавнего времени мы использовали преобразователи ПМСИ-3 в характерном перфорированном корпусе, которые вы можете видеть на фотографиях на нашем сайте. Сейчас на смену им пришли новые, технически более совершенные преобразователи ТМС-30 и с 2015 года акустические противонакипные устройства «Акустик-Т» комплектуются преобразователями ультразвука ТМС-30.

    Базовые характеристики ПМСИ-3 и ТМС-30 аналогичны, так как они оптимальны для предотвращения накипи. Резонансная частота обоих излучателей ультразвука – 22 кГц, потребляемая электрическая мощность 100 Вт. Но ТМС-30 отличается от ПМСИ-3 конструктивным совершенством, большей эффективностью преобразования электрического сигнала в ультразвуковой, более чистым сигналом без паразитных гармоник. У ТМС-30 более высокая рабочая температура: ТМС-30 – 220°С (у ПМСИ-3 – 180°С). Более длинный и тонкий клинообразный наконечник ТМС-30 упрощает приварку излучателя ультразвука к защищаемому оборудованию.

    ПМСИ-3 (в центре) и два излучателя ТМС-30

    Технические характеристики преобразователя ТМС 30
    Площадь сечения магнитострикционного пакета9 см2
    Точка Кюри магнитострикционного пакета950°C
    Напряжение500…600 В
    Рабочая частота18…26 кГц
    Максимальная электрическая мощность100 Вт
    Диаметр наконечника волновода25 мм
    Материал волноводаСталь 20
    Вес (без упаковки)2,2 кг
    Габаритные размеры ⌀60 x 275 мм
    Режим работы непрерывный
    Срок службыне менее 12 лет
    Рабочая температура в стандартном исполнении+ 220°С
    Рабочая температура в спец. исполнении+ 300°С

    Кроме того, нами создан уникальный магнитострикционный преобразователь ТМС-40 мощностью 180 Вт с увеличенным магнитострикционным пакетом. Его мощность избыточна для защиты от накипи, он предназначен для технологических процессов.

    ТМС-40 (слева) и ТМС-30 (справа)

    На фотографии ниже мы видим преобразователи ТМС-30 и ТМС-40 без корпусов. Обратите внимание, на разницу размеров магнитострикционных пакетов.

    ТМС-40 (слева) и ТМС-30 (справа)

    Технические характеристики преобразователя ТМС 40
    Площадь сечения магнитострикционного пакета16 см2
    Точка Кюри магнитострикционного пакета950°C
    Напряжение500…600 В
    Рабочая частота18…26 кГц
    Максимальная электрическая мощность180 Вт
    Диаметр наконечника волновода25 мм
    Материал волноводаСталь 20
    Вес (без упаковки)2,7 кг
    Габаритные размеры ⌀65 x 275 мм
    Режим работы непрерывный
    Срок службыне менее 12 лет
    Рабочая температура в стандартном исполнении+ 220°С
    Рабочая температура в спец. исполнении+ 300°С
    Свяжитесь с нами для приобретения магнитострикционных преобразователей.

    описание, схема и рекомендации. Как собрать ультразвуковую ванну своими руками Динамик ультразвука

    Времена научно-технического прогресса не проходят даром. Техника работает, выходит из строя, загрязняется. Иногда продлить срок службы изделия можно простой очисткой деталей от накопившейся грязи. Поэтому всё большую популярность набирают ультразвуковые ванны.

    Основное место использования этих приборов – автосервис. Но и во многих других отраслях они бывают необходимы. В мастерских по ремонту компьютеров такая штука может пригодиться для очистки головок засохших картриджей от принтеров. В больницах с помощью ультразвуковой ванночки можно очищать хирургические и оптические инструменты , а также приборы. Да и дома бывает необходимость иметь такое приспособление всегда под рукой. Вот и возникает у многих людей вопрос: где взять схему ультразвуковой ванны, чтобы сделать её своими руками?

    Что такое ультразвуковая ванна?

    Звуковые высокочастотные волны, которые не может распознать человеческий слух, называются ультразвуком. Частота таких волн начинается от 18 килогерц. При воздействии ультразвуком на жидкости появляется большое количество маленьких пузырьков. Повышая давление можно добиться процесса кавитации – когда пузырьки начинают взрываться. Чем выше давление, тем большего размера могут быть пузырьки. Явление кавитации и взяли за основу изобретатели ультразвуковой ванны.

    Как следует из названия, ультразвуковая ванна нужна для очистки предметов от загрязнения ультразвуком. Сама по себе ванна – это чаша из нержавеющей стали. Объём такой чаши составляет один литр. Исходя из этого уже понятно, что очищать в ванночке можно небольшие предметы. Но это если речь идёт о бытовом аппарате. Для промышленных нужд объем ванны может достигать несколько десятков литров. Диапазон волн, применяемый в установке от 18 до 120 килогерц.

    Схема устройства

    Главным элементом по праву можно назвать излучатель, который необходим для преобразования колебаний электрического тока в механические. Механические колебания через стенки ёмкости, попадая в жидкую среду, воздействуют на очищаемый предмет.

    Чтобы излучатель мог производить описанный процесс, необходим генератор частот. Генератор формирует ультразвук при помощи электрических колебаний, которые поступают в излучатель.

    Для улучшения эффекта очистки металлическая ёмкость постоянно подогревается. Под чашей расположены нагревательные элементы, поддерживающие постоянную температуру жидкости. Так как излучатель работает импульсно , то в промежутках между импульсами надо поддерживать стабильные условия происходящих процессов.

    Процесс очистки происходит следующим образом:

    • в специальную ёмкость наливается очищающий раствор;
    • в раствор опускается предназначенный для очистки предмет;
    • включается прибор, генерирующий волны, в результате этого на поверхности должны появиться пузырьки;
    • эти пузырьки воздействуют на деталь так, что как бы съедают грязь. Причём происходит это даже в самых труднодоступных местах.

    Сфера применения ультразвука

    Сегодня спектр применения ванночек на основе ультразвука достаточно широк. Если в промышленности принцип ультразвука известен давно, то теперь список областей, где он используется постоянно растёт. С точностью можно сказать, что чистка ультразвуком стала родной для следующих отраслей промышленности:

    Как собрать ультразвуковые ванны своими руками?

    Можно купить технику с ультразвуком, а можно сделать самому по схеме. Необходимость собрать ультразвуковые ванны своими руками возникает потому, что на рынке в основном представлены китайские модели. Если что и попадается поприличней, то цена в несколько раз превышает китайский аналог.

    Чтобы самому собрать ультразвуковой прибор для очистки, нужно хоть немного разбираться в физике . Тем, кто в школе собирал радиоприёмники, будет намного проще сделать своими руками такой прибор.

    Итак, приступаем к сборке ультразвуковой ванны. В схеме прибора, собранного собственноручно должны присутствовать следующие компоненты:

    • стальной каркас для крепления в нём всех элементов;
    • насос для нагнетания жидкости в ванну;
    • импульсный трансформатор для повышения напряжения;
    • любой сосуд из керамики;
    • магниты от старого динамика;
    • катушку с ферритовым стержнем;
    • небольшая трубка из стекла или пластмассы;
    • и, конечно же, жидкость, которая будет использоваться в работе.

    Если все детали в наличии, можно приступать к сборке. Пошаговая сборка ультразвуковой ванны своими руками, особенно когда есть некоторые навыки, занимает всего-навсего в несколько этапов.

    1. На пластмассовую (стеклянную) трубку наматывается катушка. Ферритовый стержень не надо никуда убирать или приматывать: он так и остаётся висеть. Один конец ферритового стержня должен быть свободным. На него одевается магнит от динамика. Таким образом, получается магнитострикционный преобразователь или излучатель ультразвука.
    2. Керамический сосуд крепится в стальном каркасе. Это и будет нашей ванночкой.
    3. В дне керамического сосуда сверлится отверстие , в которую вставляется получившийся магнитострикционный преобразователь.
    4. В ванночке (керамическом сосуде) делаются два отверстия для залива и слива жидкости.
    5. В зависимости от того какой объём нужен в ультразвуковой ванне, своими руками можно установить и насос. В больших ёмкостях насос придётся ставить для ускорения поступления жидкости.
    6. Так как напряжение в сети постоянно, понадобиться импульсный трансформатор. Такой трансформатор можно найти в старом компьютере или телевизоре.
    7. Схема готова – осталось её испытать. Если возникнут недоделки их сразу же можно устранить.

    Что надо знать при работе с ультразвуковыми ваннами?

    Ультразвуковые ванны своими руками можно собрать и они будут работать. Но, как и в случае с изделиями заводской сборки, не стоит забывать о некоторых правилах.

    Для генерации ультразвука применяются специальные излучатели магнитострикционного типа. К основным параметрам устройств относится сопротивление и проводимость. Также учитывается допустимая величина частоты. По конструкции устройства могут отличаться. Также надо отметить, что модели активно применяются в эхолотах. Чтобы разобраться в излучателях, важно рассмотреть их схему.

    Схема устройства

    Стандартный магнитострикционный излучатель ультразвука состоит из подставки и набора клемм. Непосредственно магнит подводится на конденсатор. В верхней части устройства имеется обмотка. У основания излучателей часто устанавливается зажимное кольцо. Магнит подходит только неодимового типа. В верхней части моделей располагается стержень. Для его фиксации применяется кольцо.

    Кольцевая модификация

    Кольцевые устройства работают при проводимости от 4 мк. Многие модели производятся с короткими подставками. Также надо отметить, что существуют модификации на полевых конденсаторах. Чтобы собрать магнитострикционный излучатель своими руками, применяется обмотка соленоида. При этом клеммы важно устанавливать низкого порогового напряжения. Ферритовый стрежень целесообразнее подбирать небольшого диаметра. Зажимное кольцо ставится в последнюю очередь.

    Устройство с яром

    Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно просто. В первую очередь заготавливается стойка под стержень. Далее важно вырезать подставку. Для этого можно использовать металлический диск. Специалисты говорят о том, что подставка в диаметре должна быть не более 3.5 см. Клеммы для устройства подбираются на 20 В. В верхней части модели фиксируется кольцо. При необходимости можно намотать изоленту. Показатель сопротивления у излучателей данного типа находится в районе 30 Ом. Работают они при проводимости не менее 5 мк. Обмотка в данном случае не потребуется.

    Модель с двойной обмоткой

    Устройства с двойной обмоткой производятся разного диаметра. Проводимость у моделей находится на отметке 4 мк. Большинство устройств обладает высоким волновым сопротивлением. Чтобы сделать магнитострикционный излучатель своими руками, используется только стальная подставка. Изолятор в данном случае не потребуется. Ферритовый стержень разрешается устанавливать на подкладку. Специалисты рекомендуют заранее заготовить уплотнительное кольцо. Также надо отметить, что для сборки излучателя потребуется конденсатор полевого типа. Сопротивление на входе у модели должно составлять не более 20 Ом. Обмотки устанавливаются рядом со стержнем.

    Излучатели на базе отражателя

    Излучатели данного типа выделяются высокой проводимостью. Работают модели при напряжении 35 В. Многие устройства оснащаются полевыми конденсаторами. Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно проблематично. В первую очередь надо подобрать стержень небольшого диаметра. При этом клеммы заготавливаются с проводимостью от 4 мк.

    Волновое сопротивление в устройстве должно составлять от 45 Ом. Пластина устанавливается на подставке. Обмотка в данном случае не должна соприкасаться с клеммами. В нижней части устройства обязана находиться круглая подставка. Для фиксации кольца часто применяется обычная изолента. Конденсатор напаивается над манганитом. Также надо отметить, что кольца иногда применяются с накладками.

    Устройства для эхолотов

    Для эхолотов часто используется магнитострикционный излучатель УЗ. Как приготовить модель своими руками? Самодельные модификации производятся с проводимостью от 5 мк. у них в среднем равняется 55 Ом. Чтобы изготовить мощный ультразвуковой стержень применяется на 1.5 см. Обмотка соленоида накручивается с малым шагом.

    Специалисты говорят о том, что стойки под излучатели целесообразнее подбирать из нержавейки. При этом клеммы применяются с малой проводимостью. Конденсаторы подходят разного типа. у излучателей находится на отметке 14 Вт. Для фиксации стержня используются резиновые кольца. У основания устройства накручивается изолента. Также стоит отметить, что магнит надо устанавливать в последнюю очередь.

    Модификации для рыболокаторов

    Устройства для рыболокаторов собираются только с проводными конденсаторами. Для начала требуется установить стойку. Целесообразнее применять кольца диаметром от 4.5 см. Обмотка соленоида обязана плотно прилегать к стержню. Довольно часто конденсаторы припаиваются у основания излучателей. Некоторые модификации производятся на две клеммы. Ферритовый стрежень обязан фиксироваться на изоляторе. Для укрепления кольца используется изолента.

    Модели низкого волнового сопротивления

    Устройства низкого волнового сопротивления работают при напряжении 12 В. У многих моделей имеются два конденсатора. Чтобы собрать прибор, генерирующий ультразвук, своими руками, потребуется стержень на 10 см. При этом конденсаторы на излучатель устанавливаются проводного типа. Обмотка накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что для сборки модификации потребуется клемма. В некоторых случаях используются полевые конденсаторы на 4 мк. Параметр частоты будет довольно высокий. Магнит целесообразнее устанавливаться над клеммой.

    Устройства высокого волнового сопротивления

    Излучатели ультразвука высокого сопротивления хорошо подходят для приемников короткой волны. Собрать самостоятельно устройство можно только на базе переходных конденсаторов. При этом клеммы побираются высокой проводимости. Довольно часто магнит устанавливается на стойке.

    Подставка для излучателя применяется малой высоты. Также надо отметить, что для сборки устройства используются один стрежень. Для изоляции его основания подойдет обычная изолента. В верней части излучателя обязано находиться кольцо.

    Стержневые устройства

    Схема стержневого типа включает в себя проводник с обмоткой. Конденсаторы разрешается применять разной емкости. При этом они могут отличаться по проводимости. Если рассматривать простую модель, то подставка заготавливается круглой формы, а клеммы устанавливаются на 10 В. Обмотка соленоида накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что магнит подбирается неодимового типа.

    Непосредственно стержень применяется на 2.2 см. Клеммы можно устанавливать на подкладке. Также надо упомянуть о том, что существуют модификации на 12 В. Если рассматривать устройства с полевыми конденсаторами высокой емкости, то минимальный диаметр стержня допускается 2.5 см. При этом обмотка должна накручиваться до изоляции. В верхней части излучателя устанавливается защитное кольцо. Подставки разрешается делать без накладки.

    Модели с однопереходными конденсаторами

    Излучатели данного типа выдают проводимость на уровне 5 мк. При этом показатель волнового сопротивления у них максимум доходит до 45 Ом. Для того чтобы самостоятельно изготовить излучатель, заготавливается небольшая стойка. В верхней части подставки обязана находиться накладка из резины. Также надо отметить, что магнит заготавливается неодимового типа.

    Специалисты советуют устанавливать его на клей. Клеммы для устройства подбираются на 20 Вт. Непосредственно конденсатор устанавливается над накладкой. Стержень используется диаметром в 3.3 см. В нижней части обмотки должно находиться кольцо. Если рассматривать модели на два конденсатора, то стержень разрешается использовать с диаметром 3.5 см. Обмотка должна накручиваться до самого основания излучателя. В нижней части стоки клеится изолента. Магнит устанавливается в середине стойки. Клеммы при этом должны находиться по сторонам.

    Ультразвуковая пушка собрана своими руками всего на двух логических инверторах и имеет минимальное количество комплектующих компонентов. Не смотря на простоту сборки, конструкция достаточно мощная и может применяться против пьяных алкашей, собак или подростков, которые засиживаются и поют в чужих подъездах.

    Схема ультразвуковой пушки

    Для генератора подойдут микросхемы СD4049 (HEF4049), CD4069, или отечественные микросхемы К561ЛН2, К176ПУ1, К176ПУ3, К561ПУ4 или любые другие микросхемы стандартной логики с 6-ю или 4-я логическими инверторами, но придется менять цоколевку.

    Наша схема ультразвуковой пушки выполнена на микросхеме HEF4049. Как уже было сказано, нам нужно задействовать всего два логических инвертора, а какие из шести инверторов задействовать – вам решать.


    Сигнал с выхода последней логики усиливается транзисторами. Для раскачки последнего (силового) транзистора в моем случае применены два маломощных транзистора КТ315, но выбор огромный, можно ставить любые NPN транзисторы малой и средней мощности .

    Выбор силового ключа тоже не критичен, можно ставить транзисторы из серии KT815, KT817, KT819, KT805, КТ829 — последний является составным и будет работать без дополнительного усилителя на маломощных транзисторах. С целью повышения выходной мощности можно использовать мощные составные транзисторы типа КТ827 — но для его раскачки дополнительный усилитель все-таки будет нужен.


    В качестве излучателя можно использовать любые СЧ и ВЧ головки с мощностью 3-20 Ватт, можно также задействовать пьезоизлучатели от сирен (как в моем случае).


    Подбором конденсатора и сопротивления подстроечного резистора — настраивается частота.


    Такая ультразвуковая пушка собранная своими руками вполне подойдет для охраны дачной территории или частного дома. Но не нужно забывать — ультразвуковой диапазон опасен! Мы не можем слышать его, но организм чувствует. Дело в том, что уши принимают сигнал, но мозг не способен раскодировать его, отсюда и такая реакция нашего организма.


    Собирайте, тестируйте, радуйтесь — но будьте предельно осторожны, а я с вами прощаюсь, но ненадолго — АКА КАСЬЯН.

    Всегда считалось, что мой дом является моей крепостью. Однако, появляются моменты, когда попросту находится в собственной квартире невозможно.

    Доставлять неудобства может многое: шумные ремонтные работы в соседней квартире, очень громкая музыка и, естественно, пьяный дебош сверху каждую ночь на протяжении длительного периода времени.

    Шум, который продолжается круглые сутки, заставляет сразу же искать хоть какое-нибудь решение о его устранении. Однако, не каждому известно, как побороть шумных соседей.

    В Федеральном законе говорится, что уровень шума не должен превышать 40 дБ в период с семи часов утра до одиннадцати часов вечера, а вот ночью эта цифра не должна выходить за рамки 30 дБ.

    Если брать хоть какое-то сравнение, то все звуки должны быть в три раза тише автомобильной сигнализации. Но все же не стоит забывать, что в каждом регионе могут быть внесены поправки в данный закон.

    Если же нормы нарушаются пользователями жилых помещений, все действия со стороны недобросовестных соседей переходят в разряд административного нарушения.

    Однако, случается, что в то время, как существуют законы они, к сожалению, не выполняются. В таком случае есть пара вариантов для решения проблемы.

    Когда помехой является очень громкая музыка, можно постараться договориться мирным путем. Этот способ, несомненно, считается самым лучшим в тот момент, если все участники данного конфликта находятся в адекватном состоянии.

    Можно пояснить, что у вас в квартире есть ребенок малого возраста и днем ему надо отдыхать, а вот вечером он должен лечь спасть в девять. Можно пойти на компромисс и понять друг друга.

    В том случае, когда мирные переговоры так и не пошли на пользу, можно пойти к участковому, которому положено разобраться в данной ситуации по просьбе заявителя. Если же в соседской квартире происходит пьяный дебош, то лучше всего не лезть в него, так как есть возможность пострадать. В данном случае должны вмешаться органы правопорядка, которые сразу приедут на место по вызову и устранят конфликт.

    Соседи делают ремонт

    Все ремонтные работы, являются отдельной темой. Проводя работы с использованием дрели человек честно думает, что ничего плохого он не делает, так как время рабочее, а значит и закон не нарушается.

    Но в некоторых случаях такого рода шум может потревожить и старушку, у которой разыгралась мигрень и разбудить маленького ребенка. В таком случае пожаловаться нельзя, так как закон на самом деле не нарушен.

    Если человек воспитанный, то вы самостоятельно можете решить вопрос о времени проведения им самых шумных ремонтных работ, что даст возможность на этот период времени пойти с ребенком гулять или же не ложиться спать в данное время, а попросту его перенести.

    Просьба о помощи

    Так что же делать, если шум продолжается, а договориться никак не получается? Следует заметить, что приход участкового зачастую попросту не дает тех результатов, что хотелось бы. Очень часто данный момент зависит от того, насколько процветает коррупция на данном участке и, конечно же, от личности нарушителя.

    В том случае, когда участковый не предпринимает никаких мер по заявлению или же ничего не меняется после его прихода, следует обращаться напрямую в прокуратуру, которая следит за тем, как соблюдаются законы. Там обязательно должны разобраться и ответ вам придет в письменном виде.

    Если же и тут не помогли, тогда остается только суд. Если подается исковое заявление, то должны быть весомые доказательства того, что вам действительно невозможно отдохнуть в своей квартире из-за шумных соседей.

    Как повлияет запрос в ЖЭС?

    Есть еще одна инстанция в которую можно обратиться с жалобой на особо шумных соседей сверху, которым так и хочется насолить. Туда следует обращаться в том случае, если действительно не происходит никаких противоправных действий, которыми является дебош.

    К примеру, постоянно где-то лает собака или же просто громкая музыка у соседа сверху. В данных случаях допустимо обращение в ЖЭС. Как правило, сотрудники такого учреждения говорят о том, что возможно провести какую-то беседу, однако не факт, что им откроют квартиру. Поэтому проще позвонить в полицию.

    Однако и сотрудники полиции не спешат на помощь, так как их позиция выезда настроена только на противоправные действия, а громкая музыка это работа ЖЭСа. И вот когда круг замкнут, следует думать об альтернативных методах.

    Бывают исключения

    В законе о тишине есть пункты, на которые могут не распространяться ограничения во времени.

    Не входят такие пункты, как:

    • Плачет маленький заболевший ребенок;
    • Мяукает кот или же лает собака;
    • Звонят в церкви колокола;
    • Проведение мероприятий и праздников на улице;
    • Спасательные или аварийные работы, сопровождающиеся шумом.

    Последствия для нарушителей

    После того, как было предъявлено первое предупреждение, а эффекта не последовало, далее предусматривается административный штраф. Его величина будет зависеть только напрямую от того, кто послужил поводом для беспокойства – физическое лицо или юридическое.

    В дополнении закона говорится, что могут быть привлечены к выплате штрафа и те, кто любит поставить усилитель на балкон. В законе есть четкие критерии нарушения тишины, за которые придется заплатить штраф:

    1. Работы строительные и ремонтные ночью;
    2. Использование пиротехники и фейерверков;
    3. Прослушивание громкой музыки при применении усилителей;
    4. Свист, громкие крики и другое.

    Самостоятельная помощь

    В том случае, когда никакие методы уже не помогают бороться с шумными соседями, можно попросту сделать ремонт, применяя материалы имеющие повышенные звукоизолирующие свойства.

    Однако, это не всегда является выходом. Да и дело достаточно хлопотное. Можно попробовать применить инфразвук.

    Что такое инфразвук?

    Инфразвуком принято называть упругие волны, которые являются аналогами звуковых, но обладающие более низкими частотами, которые не слышит человек. Верхняя граница диапазона инфразвука является 16-25 Гц.

    До сих пор не выявлена нижняя граница. На самом деле инфразвук присутствует во всем: и в атмосфере и в лесах и даже в воде.

    Действия инфразвука

    Инфразвуковые действия происходят за счет резонанса, который является частотой колебания большого количества процессов в организме. Альфа, бета и дельта-ритмы мозга тоже происходят на чистоте инфразвука, как, в принципе, и биение сердца.

    Инфразвуковые колебания могут совпадать с колебаниями в теле. Впоследствии последние усиливаются, за счет чего происходит сбой работы какого-то органа. Может дело дойти не только до травмы, но также и до разрыва.

    Частота колебаний в человеческом организме варьируется от 8 до 15 герц. В то время, когда на человека происходит воздействие звуковым излучением, все физические колебания могут попасть в резонанс, а вот амплитуда микросудорог увеличится во много раз.

    Естественно, ощущение того, что воздействует, человек не сумеет понять, ведь звука не слышно. Однако присутствует некое состояние тревожности. Если же происходит крайне длительное и активное воздействие особого звука на весь человеческий орган, то происходят разрывы внутренних сосудов, а также капилляров.

    Тайфун, землетрясение и вулканическое извержение излучают частоту в 7-13 герц, что дает призыв человеку быстро ретироваться с места, где происходят бедствия. Инфразвук и ультразвук очень легко может довести человека до самоубийства.

    Очень опасным промежутком звука является частота в 6-9 герц. Очень сильные психотронные эффекты более всего оказываются на частоте в 7 герц, которая является аналогичной природному колебанию мозга.

    В такой момент любая работа умственного характера попросту становится невозможной, так как есть ощущение того, что голова в любой момент может «лопнуть, как арбуз». Если же идет не сильное воздействие, тогда просто звенит в ушах и появляется чувство тошноты, ухудшается зрение и человек поддается безотчетному страху.

    Звук, который имеет среднюю интенсивность, может расстроит пищеварительные органы, мозг, породить паралич слепоту и общую слабость. Сильное воздействие повреждает или же полностью приводит к остановке сердца.

    Ультразвуковой излучатель

    Можно самостоятельно соорудить инфразвуковой излучатель, который не будет приносить никакого вреда человеческому организму, однако нежелательное соседство станет менее шумным после его применения.

    Конструкция ультразвука

    Схема такова: самый простой генератор для создания колебаний запускается от катушки, которая имеется в динамике для звука. Реле необходимо для запуска конденсатора. Если подтолкнуть динамик для подачи звука и вовсе отключится.

    Далее схема начинает работу на резонансной частоте катушки. Также нужны транзисторы, которые будут низкочастотными и выдавать определенную мощность звука. В качестве питания применяется девятивольтный бэпэшник от нерабочего модема.

    Резисторы R2 и R4, являются регуляторами громкости. Схема производит работу на маятниковом резонансе. Однако вся электрика берет примерно два ватта, а вот на выходе около двадцати, поэтому динамик без них никак не работает.

    Подойдет любой звуковой динамик НЧ. Обязательное условие – ставить в корпусе, так как в таком случае исключается акустическое «короткое замыкание». В виде корпуса прекрасно подходит кастрюля. У динамика для звука, при использовании электоролобзика, спиливаются уши, затем он втыкается в ведро и по периметру склеивается «моментом».

    Настройка инфразвукового устройства

    Изначально вся система собирается на столе и целиком проверяется вся электрика. Изначально это надо сделать без утяжелителя. После включения, динамик должен начать гудеть на частоте резонанса.

    Если же сразу не выходит, стоит поработать с емкостью конденсатора. Затем собирается весь прибор в кастрюлю, проклеиваются «моментом» все щели между динамиком и корпусом, а потом следует промазать клеем спираль утяжелителя и на него же приклеить к диффузору динамика для звука.

    Если же нет возможности найти нормальный чистомер, следует настроить частоту ультразвука в 13 Гц при использовании осциллографа и генератора НЧ по фигуре Лиссажу. Затем включается питание для проверки на несколько секунд, чтобы посмотреть, что получилось. Далее прибор выключается и начинается обрезание спиральки утяжелителя до того, пока не получится двойной Лиссажу.

    УЗ излучатель – это генератор мощных ультразвуковых волн. Как мы знаем, ультразвуковую частоту человек не слышит, но организм чувствует. Иными словами ультразвуковая частота воспринимается человеческим ухом, но определенный участок мозга, отвечающий за слух, не может расшифровать данные звуковые волны. Те, кто занимаются построением аудио систем должны знать, что высокая частота очень неприятна для нашего слуха, но если поднять частоту на еще высокий уровень (УЗ диапазон) то звук исчезнет, но на самом деле он есть. Мозг попытается безуспешно раскодировать звук, в следствии этого возникнет головная боль, тошнота, рвота, головокружение и т.п.

    Ультразвуковая частота давно применяется в самых разных областях науки и техники. При помощи ультразвука можно сваривать металл, провести стирку и многое другое. Ультразвук активно применяется для отпугивания грызунов в сельскохозяйственной технике, поскольку организм многих животных приспособлен к общению с себе подобными на УЗ диапазоне. Есть данные и про отпугивание насекомых с помощью УЗИ генераторов, многие фирмы выпускают такие электронные репелленты. А мы предлагаем вам самостоятельно собрать такой прибор, по приведённой схеме:

    Рассмотрим конструкцию достаточно простой УЗ пушки высокой мощности. Микросхема D4049 работает в качестве генератора сигналов ультразвуковой частоты, она имеет 6 логических инверторов.

    Микросхему можно заменить на отечественный аналог К561ЛН2. Регулятор 22к нужен для подстройки частоты, ее можно снижать до слышимого диапазона, если резистор 100к заменить на 22к, а конденсатор 1,5нФ заменить на 2,2-3,3нФ. Сигналы с микросхемы подаются на выходной каскад, который построен всего на 4-х биполярных транзисторах средней мощности. Выбор транзисторов не критичен, главное подобрать максимально близкие по параметрам комплементарные пары.

    В качестве излучателя можно использовать буквально любые ВЧ головки с мощностью от 5 ватт. Из отечественного интерьера можно использовать головки типа 5ГДВ-6, 10ГДВ-4, 10ГДВ-6. Такие ВЧ головки можно найти в акустических системах производства СССР.

    Осталось только оформить все в корпус. Для направленности УЗ сигнала нужно использовать металлический рефлектор.

    описание, схема и рекомендации. История ультразвуковых преобразователей Модели низкого волнового сопротивления

    Можно сказать, что ультразвуковые преобразователи родились в воде. В 1826 г. Колладоне и Штурмом на Женевском озере впервые была измерена скорость распространения звука в воде с помощью церковного колокола. Еще до этого эксперимента Леонардо да Винчи отметил, что вода хорошо проводит звук. Однако можно вполне определенно считать, что эксперимент 1826 г. является первым случаем применения для излучения звука в воду резонансного устройства. В дальнейшем подводные колокола, возбуждаемые электромагнитными или пневматическими молоточками, использовались для измерения глубин акустическим методом и для других навигационных целей. По своей форме подводный сигнальный колокол отличался от церковного. Край его был сделан очень толстым, чтобы улучшить резонансные свойства колокола при работе в воде, акустический импеданс которой более чем в 3000 раз превышает акустический импеданс воздуха. В качестве гидрофонов в то время использовались угольные микрофонные капсулы, заключенные в металлический корпус. Для получения повышенной акустической мощности в течение некоторого времени использовались водяные сирены, подвижная часть которых вращалась в водяном баке, прикрепленном к внутренней поверхности корпуса корабля. Но в 1907 г. Появился генератор Фессендена (Рис 2.1), который и был применен для подводной сигнализации.

    Рис. 1.

    Генератор был создан на основе индукционного (асинхронного) двигателя с использованием электродинамического эффекта. Колебания толстой металлической диафрагмы возбуждались толстой медной трубкой определенной длины, которая могла свободно перемещаться в осевом направлении в сильном постоянном радиальном магнитном поле. Первичная обмотка, по которой протекал переменный ток, была намотана на расположенный внутри сердечник таким образом, что медная трубка представляла собой единственный короткозамкнутый виток вторичной обмотки. Индуцированный в медной трубке вторичный ток, взаимодействуя с постоянным полем, создавал переменную механическую силу. Механическая система генератора была очень массивной, чтобы преодолевать большой акустический импеданс среды. Переменный ток подводился от высокочастотного генератора, и частота выбиралась равной резонансной частоте диафрагмы, соприкасающейся с водой, так как эффективность электроакустического преобразования при возбуждении вне механического резонанса заметно падает. Генераторы Фессендена с резонансными частотами 540, 1050 и 3000 Гц выпускались промышленностью и в течение довольно длительного времени использовались на практике для подводной сигнализации и измерения глубин акустическим методом. Вплоть до тех отдаленных времен ультразвуковые волны совсем не использовались.

    Рис. 2.

    Но при разумных габаритах излучателя звук слышимых частот распространяется в воде ненаправленно. Кроме того, слышимый звук может очень раздражать пассажиров и команду корабля. С этих точек зрения, а также с учетом определенных военных применений стала ясна необходимость использования ультразвуковых волн. В 1920 г. появился подходящий ультразвуковой излучатель, предназначенный для сигнализации с подводных лодок и названный излучателем Ланжевена (Рис 2.2).

    Этот излучатель представляет собой мозаику, набранную из кусков кварца Х-среза и заключенную между двумя толстыми металлическими пластинами. Если к пластинам приложено переменное электрическое напряжение, то в кристаллах кварца возникает пьезоэлектрическая вынуждающая сила, и они вместе с жестко связанными с ними пластинами начинают колебаться как единая механическая система. Частота возбуждающего электрического напряжения выбирается равной частоте основной продольной моды колебаний этой трехслойной структуры. Поверхность металлической пластины, обращенная к воде, совершает поршневые колебания, и направленность излучателя оказывается достаточной при диаметре пластины порядка 30-40 см. Противоположная поверхность другой пластины соприкасается обычно с воздухом, так что она не дает акустического излучения.

    В 1933 г. были изобретены магнитострикционные вибраторы из тонких листов металла. Колеблющийся сердечник такого вибратора изготавливается в виде набора сотен склеенных между собой тонких пластин, отштампованных из листового никеля. Электрические обмотки размещаются в предусмотренных при штамповке окнах. Магнитострикционная вынуждающая сила создается переменным током, частота которого выбирается обычно равной частоте механического резонанса сердечника. Толщина отдельной пластины выбирается в соответствии с рабочей частотой с учетом магнитной проницаемости и электрического сопротивления материала так, чтобы потери на вихревые токи не превышали некоторого значения, поскольку они являются главным фактором, определяющим электроакустический коэффициент полезного действия преобразователя. Магнитострикционные преобразователи такого типа могли совершенствоваться за счет разработки новых сплавов, обладающих все большим и большим магнитострикционным эффектом и, следовательно, возможностью преобразования большей мощности. В отличие от этого излучатели Ланжевена, источник возбуждающей силы которых зависит от природы кристаллов кварца, обладали меньшими возможностями совершенствования. Их акустическая мощность ограничивалась напряжением пробоя кристалла. Кроме того, прочная и равномерная приклейка мозаики из кристаллов к большой поверхности металлической пластины, подверженной сильным переменным напряжениям, связана с техническими трудностями. Напротив, в магнитострикционных вибраторах склеиваемые поверхности в точности параллельны направлению колебаний, и поскольку речь идет о переменных механических напряжениях, нет необходимости принимать меры предосторожности для обеспечения прочности склейки. Эти преимущества магнитострикционных вибраторов способствовали быстрому вытеснению ими преобразователей Ланжевена. Далее проводились исследования различных сплавов, и в 1942 г. был получен сплав алюминия с железом, названный альфером, применение которого снизило стоимость магнитострикционных преобразователей. Вибраторы из этого сплава быстро нашли широкое применение не только в ультразвуковых эхолотах, но и в рыболокаторах различных типов. Вскоре, однако, был обнаружен большой пьезоэлектрический эффект в искусственном сегнетоэлектрике, названном керамикой титаната бария, а развитие технологических методов сделало изделия из керамики достаточно механически прочными для использования их в режиме ультразвуковых колебаний. Это произошло за промежуток времени с 1947 по 1950 г. Вынуждающая сила возникает в таком материале при воздействии на него переменного электрического поля, как и в кристалле кварца, но в данном случае нужна еще постоянная электрическая поляризация – электрическое смещение. Коэффициент электромеханической связи для керамики титаната бария значительно выше, чем для кварца, и благодаря этому снова вспомнили об излучателе Ланжевена. В связи с разработкой прочных искусственных смол, таких, как аралдит, ультразвуковые преобразователи типа Ланжевена с керамическими пластинками из титаната бария вместо кварцевой мозаики вновь вошли в практику. Высокий коэффициент электромеханической связи материала и малые диэлектрические потери в нем позволили надеяться на то, что применение таких преобразователей будет способствовать повышению общей эффективности различных ультразвуковых установок.

    Рис. 3.

    Несмотря на то что упомянутые выше трудности, присущие технике сборки, не были преодолены и для преобразователя Ланжевена из титаната бария, он нашел достаточно широкое практическое применение в различной маломощной ультразвуковой аппаратуре, в частности в компактных рыболокаторах, где выступил серьезным конкурентом магнитострикционных преобразователей из альфера или никеля.

    За время с 1954 по 1957 г. были получены новые полезные магнитострикционные материалы – ферриты; в результате промышленной разработки их технологии была достигнута механическая прочность ферритов, достаточная для излучения ультразвука большой мощности. Ввиду того что ферриты имеют очень высокое электрическое сопротивление, потери на вихревые токи не ощущаются для них в любом монолитном объеме материала, и вибратор может быть изготовлен сразу в окончательной форме из ферритового порошка путем прессования и последующего обжига. Электроакустический коэффициент полезного действия ферритов, очевидно, выше, чем КПД металлических магнитострикционных вибраторов, набранных из тонких пластин, и обычно превышает последний примерно в 3 раза, достигая 80-90 %. Характерные преимущества магнитострикционного преобразователя по сравнению с пьезоэлектрическим присущи любому преобразователю из ферритов. Поэтому во многих областях промышленного применения ультразвука в настоящее время используются преимущественно ферритовые преобразователи.

    Для генерации ультразвука применяются специальные излучатели магнитострикционного типа. К основным параметрам устройств относится сопротивление и проводимость. Также учитывается допустимая величина частоты. По конструкции устройства могут отличаться. Также надо отметить, что модели активно применяются в эхолотах. Чтобы разобраться в излучателях, важно рассмотреть их схему.

    Схема устройства

    Стандартный магнитострикционный излучатель ультразвука состоит из подставки и набора клемм. Непосредственно магнит подводится на конденсатор. В верхней части устройства имеется обмотка. У основания излучателей часто устанавливается зажимное кольцо. Магнит подходит только неодимового типа. В верхней части моделей располагается стержень. Для его фиксации применяется кольцо.

    Кольцевая модификация

    Кольцевые устройства работают при проводимости от 4 мк. Многие модели производятся с короткими подставками. Также надо отметить, что существуют модификации на полевых конденсаторах. Чтобы собрать магнитострикционный излучатель своими руками, применяется обмотка соленоида. При этом клеммы важно устанавливать низкого порогового напряжения. Ферритовый стрежень целесообразнее подбирать небольшого диаметра. Зажимное кольцо ставится в последнюю очередь.

    Устройство с яром

    Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно просто. В первую очередь заготавливается стойка под стержень. Далее важно вырезать подставку. Для этого можно использовать металлический диск. Специалисты говорят о том, что подставка в диаметре должна быть не более 3.5 см. Клеммы для устройства подбираются на 20 В. В верхней части модели фиксируется кольцо. При необходимости можно намотать изоленту. Показатель сопротивления у излучателей данного типа находится в районе 30 Ом. Работают они при проводимости не менее 5 мк. Обмотка в данном случае не потребуется.

    Модель с двойной обмоткой

    Устройства с двойной обмоткой производятся разного диаметра. Проводимость у моделей находится на отметке 4 мк. Большинство устройств обладает высоким волновым сопротивлением. Чтобы сделать магнитострикционный излучатель своими руками, используется только стальная подставка. Изолятор в данном случае не потребуется. Ферритовый стержень разрешается устанавливать на подкладку. Специалисты рекомендуют заранее заготовить уплотнительное кольцо. Также надо отметить, что для сборки излучателя потребуется конденсатор полевого типа. Сопротивление на входе у модели должно составлять не более 20 Ом. Обмотки устанавливаются рядом со стержнем.

    Излучатели на базе отражателя

    Излучатели данного типа выделяются высокой проводимостью. Работают модели при напряжении 35 В. Многие устройства оснащаются полевыми конденсаторами. Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно проблематично. В первую очередь надо подобрать стержень небольшого диаметра. При этом клеммы заготавливаются с проводимостью от 4 мк.

    Волновое сопротивление в устройстве должно составлять от 45 Ом. Пластина устанавливается на подставке. Обмотка в данном случае не должна соприкасаться с клеммами. В нижней части устройства обязана находиться круглая подставка. Для фиксации кольца часто применяется обычная изолента. Конденсатор напаивается над манганитом. Также надо отметить, что кольца иногда применяются с накладками.

    Устройства для эхолотов

    Для эхолотов часто используется магнитострикционный излучатель УЗ. Как приготовить модель своими руками? Самодельные модификации производятся с проводимостью от 5 мк. у них в среднем равняется 55 Ом. Чтобы изготовить мощный ультразвуковой стержень применяется на 1.5 см. Обмотка соленоида накручивается с малым шагом.

    Специалисты говорят о том, что стойки под излучатели целесообразнее подбирать из нержавейки. При этом клеммы применяются с малой проводимостью. Конденсаторы подходят разного типа. у излучателей находится на отметке 14 Вт. Для фиксации стержня используются резиновые кольца. У основания устройства накручивается изолента. Также стоит отметить, что магнит надо устанавливать в последнюю очередь.

    Модификации для рыболокаторов

    Устройства для рыболокаторов собираются только с проводными конденсаторами. Для начала требуется установить стойку. Целесообразнее применять кольца диаметром от 4.5 см. Обмотка соленоида обязана плотно прилегать к стержню. Довольно часто конденсаторы припаиваются у основания излучателей. Некоторые модификации производятся на две клеммы. Ферритовый стрежень обязан фиксироваться на изоляторе. Для укрепления кольца используется изолента.

    Модели низкого волнового сопротивления

    Устройства низкого волнового сопротивления работают при напряжении 12 В. У многих моделей имеются два конденсатора. Чтобы собрать прибор, генерирующий ультразвук, своими руками, потребуется стержень на 10 см. При этом конденсаторы на излучатель устанавливаются проводного типа. Обмотка накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что для сборки модификации потребуется клемма. В некоторых случаях используются полевые конденсаторы на 4 мк. Параметр частоты будет довольно высокий. Магнит целесообразнее устанавливаться над клеммой.

    Устройства высокого волнового сопротивления

    Излучатели ультразвука высокого сопротивления хорошо подходят для приемников короткой волны. Собрать самостоятельно устройство можно только на базе переходных конденсаторов. При этом клеммы побираются высокой проводимости. Довольно часто магнит устанавливается на стойке.

    Подставка для излучателя применяется малой высоты. Также надо отметить, что для сборки устройства используются один стрежень. Для изоляции его основания подойдет обычная изолента. В верней части излучателя обязано находиться кольцо.

    Стержневые устройства

    Схема стержневого типа включает в себя проводник с обмоткой. Конденсаторы разрешается применять разной емкости. При этом они могут отличаться по проводимости. Если рассматривать простую модель, то подставка заготавливается круглой формы, а клеммы устанавливаются на 10 В. Обмотка соленоида накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что магнит подбирается неодимового типа.

    Непосредственно стержень применяется на 2.2 см. Клеммы можно устанавливать на подкладке. Также надо упомянуть о том, что существуют модификации на 12 В. Если рассматривать устройства с полевыми конденсаторами высокой емкости, то минимальный диаметр стержня допускается 2.5 см. При этом обмотка должна накручиваться до изоляции. В верхней части излучателя устанавливается защитное кольцо. Подставки разрешается делать без накладки.

    Модели с однопереходными конденсаторами

    Излучатели данного типа выдают проводимость на уровне 5 мк. При этом показатель волнового сопротивления у них максимум доходит до 45 Ом. Для того чтобы самостоятельно изготовить излучатель, заготавливается небольшая стойка. В верхней части подставки обязана находиться накладка из резины. Также надо отметить, что магнит заготавливается неодимового типа.

    Специалисты советуют устанавливать его на клей. Клеммы для устройства подбираются на 20 Вт. Непосредственно конденсатор устанавливается над накладкой. Стержень используется диаметром в 3.3 см. В нижней части обмотки должно находиться кольцо. Если рассматривать модели на два конденсатора, то стержень разрешается использовать с диаметром 3.5 см. Обмотка должна накручиваться до самого основания излучателя. В нижней части стоки клеится изолента. Магнит устанавливается в середине стойки. Клеммы при этом должны находиться по сторонам.

    Свойство ультразвуковых волн отражаться от препятствия и возвращаться назад в виде эха используют для определения расстояния до труднодоступных объектов.

    Известные в начале ХХ века механические источники ультразвуковых волн – камертоны и колеблющиеся стальные стержни, обладали большой мощностью, но не были способны посылать их узким направленным пучком, подобно световому лучу. Излучаемый ими ультразвук расходился в разные стороны. Из-за этого невозможно было определить направление, в котором находился исследуемый объект.

    Но выход нашёл французский учёный Поль Ланжевен. В 1916 г., во время Первой мировой войны, он искал способ обнаружения подводных лодок с помощью ультразвука. И в качестве источника ультразвуковых волн он использовал пьезоэлектрическое явление, которое до этого не находило применения.

    Открытие пьезоэлектричества

    Нажать на картинку

    Пьезоэлектрический эффект был открыт в 1880 г. французскими учёными братьями Пьером и Полем Кюри во время исследования свойств кристаллов. Сжимая кристалл кварца с двух сторон, они обнаружили появление электрических зарядов на гранях, перпендикулярных направлению сжатия. Заряды на одной грани были положительными, а на другой – отрицательными. Такую же картину они наблюдали и при растяжении кристаллов. На той грани, где при сжатии появлялись положительные заряды, при растяжении возникали отрицательные, и наоборот.

    Пьер Кюри

    Оказалось, что кроме кварца подобными свойствами обладают кристаллы турмалина, сегнетовой соли, сульфата лития, и другие кристаллы, у которых отсутствует центр симметрии. Это явление было названо пьезоэлектричеством, от греческого слова «пьезо» – давлю, а кристаллы, обладающие такими свойствами, – пьезоэлектриками .

    При дальнейших исследованиях братья Кюри установили, что существует и обратный пьезоэлектрический эффект . Если создать электрические заряды разной полярности на гранях кристалла, то он сожмётся или растянется.

    Вот это открытие и использовал в своих исследованиях Поль Ланжевен.

    Пьезоэлектрический излучатель Ланжевена

    Поль Ланжевен

    Если кварцевую пластинку подвергать механическому воздействию, то она электризуется. И наоборот, если менять с определённой частотой электрическое поле, в котором она находится, то она начнёт колебаться с такой же частотой.

    А что будет, если для зарядки кристалла использовать электричество от источника переменного тока высокой частоты? Проделав такой опыт, Ланжевен убедился, что частота колебаний кристалла такая же, что и частота изменения напряжения. Если она ниже 20 000 Гц, кристалл становится источником звука, а если выше, он будет излучать ультразвуковые волны.

    Но мощность ультразвука, излучаемого одной пластинкой кристалла, очень мала. Поэтому из кварцевых пластинок учёный создал мозаичный слой и поместил его между двумя стальными накладками, которые выполняли функции электродов. Для увеличения амплитуды колебаний использовалось явление резонанса. Если частота переменного напряжения, подаваемого на пьезокристалл, совпадала с его собственной частотой, то амплитуда его колебаний резко возрастала.

    Эту конструкцию назвали «сэндвичем Ланжевена». И она оказалась очень удачной. Мощность излучения была достаточно большой, а пучок волн оказался узко направленным.

    Позднее в качестве пьезоэлемента вместо кварцевых пластинок стали применять керамику из титаната бария, пьезоэлектрический эффект которого во много раз выше, чем у кварца.

    Пьезоэлектрическая пластинка может быть и приёмником звука. Если звуковая волна встретит её на своём пути, то пластинка начнёт колебаться с частотой источника звука. На её гранях появятся электрические заряды. Энергия звуковых колебаний преобразуется в энергию электрических колебаний, которые улавливаются приёмником.


    Ультразвуковой шокер-излучатель. Ванны ультазвуковой очистки с погружными излучателями Модель с двойной обмоткой

    Лечебный факультет

    1 курс

    1 семестр

    1 поток

    Лекция № 5

    «Ультразвук»

    Составил: Бабенко Н.И.

    2010 г.

      Ультразвук и его получение. Излучатели ультразвука.

    Ультразвук – это механические колебания, частотой свыше 20 000 Гц, которые распространяются в упругих средах в виде продольных волн. Источники ультразвука бывают:

    1. Естественные:

    2. Искусственные:

    акустикомеханические преобразователи;

    электроакустические преобразователи (пьезоэлектрические, магнитострикционные).

    Естественные источники ультразвука – это источники не созданные руками человека и самостоятельно существующие в природе.

    Живые источники: кузнечики, сверчки, рыбы, летучие мыши, дельфины. Неживые источники: ветер, обвалы в горах, землетрясения.

    Искусственные источники ультразвука называются акустическими преобразователями, т. к. они преобразуют механическую или электрическую энергию в энергию ультразвуковых колебаний.

    Акустикомеханические преобразователи – это такие преобразователи, в которых ультразвуковые колебания возникают при прерывании потока жидкости или газа. Примеры: свисток Гальтона, ультразвуковая сирена.

    Электроакустические преобразователи – это такие преобразователи, в которых ультразвуковые колебания возникают при действии на некоторые вещества переменных электрических или магнитных полей.

    Пьезоэлектрические преобразователи (пьезо – давлю) – такие преобразователи, которые для получения ультразвука используют явление обратного пьезоэффекта.

    Пьезоэффект бывает прямой и обратный.

    Прямой пьезоэффект заключается в появлении на поверхности некоторых кристаллов (пьезодиэлектриков) зарядов под действием механического напряжения (сжатие, растяжение, изгиб). Рис.1.

    При прямом пьезоэффекте:

    величина заряда на поверхности пропорциональна приложенному механическому напряжению;

    знак заряда определяется направлением механического воздействия.

    нет воздействия сжатие растяжение

    Обратный пьезоэффект – это явление изменения размеров (деформации) диэлектрика при его помещении в переменное электрическое поле.

    Вещества с выраженными пьезоэлектрическими свойствами называются пьезоэлектриками или пьезодиэлектриками: сегнетова соль, титанат бария, кварц.

    Магнитострикционные преобразователи – это такие преобразователи, которые для получения ультразвука используют явление магнитострикции. Магнитострикция – это явление изменения форм (размеров) некоторых ферромагнитных веществ под действием переменного магнитного поля.

    К этим веществам относятся:

    Никель и его сплавы;

    Кобальт и его сплавы;

    Ферриты – керамические соединения на основе оксидов железа, никеля, цинка.

    Вещество в виде стержня помещают внутрь катушки. При подключении катушки к источнику переменного электрического напряжения ультразвуковой частоты, электрический ток воздействует на стержень своей магнитной составляющей и вызывает его деформацию (удлинение) с частотой тока. Рис.2

    МОДЕРНИЗИРОВАННАЯ УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ПУШКА “ИГЛА-М”

    У льтразвук – это упругие волны высокой частоты. Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 до нескольких миллиардов герц. Сейчас ультразвук широко применяется в различных физических и технологических методах. То, что ультразвук активно воздействует на биологические объекты (например, убивает бактерии), известно уже более 70 лет. Электронная аппаратура со сканирующим ультразвуковым лучом используется в нейрохирургии для инактивации отдельных участков головного мозга мощным сфокусированным высокочастотным пучком. Высокочастотные колебания вызывают внутренний разогрев тканей.

    До сих пор идут дискуссии о физическом влиянии ультразвуковых колебаний на клетку и даже о возможном нарушении структур ДНК. Более того, существуют сведения о том, что на микроуровне — не на уровне строения тела, а на каком-то более тонком, ультразвуковое воздействие оказывается вредным.

    Ультразвук можно получить от механических, электромагнитных и тепловых источников. Механическими излучателями обычно служат разного рода сирены прерывистого действия. В воздух они испускают колебания мощностью до нескольких киловатт на частотах до 40 кГц. Ультразвуковые волны в жидкостях и твердых телах обычно возбуждают электроакустическими, магнитострикционными и пьезоэлектрическими преобразователями.

    В промышленности давно уже изготавливают девайсы для ультразвукового воздействия на животных, например такие:

    Назначение

    Миниатюрный отпугиватель собак представляет собой носимый электронный прибор (собран в корпусе минифонарика), излучающий ультразвуковые колебания, слышимые собаками и не воспринимаемые человеком.

    Принцип действия

    Прибор разработан для защиты от нападения собак: ультразвуковое излучение определенной мощности обычно останавливает агрессивно настроенную собаку на расстоянии 3 – 5 метров или обращает ее в бегство. Наибольший эффект достигается при воздействии на агрессивных бродячих собак.

    Технические характеристики

    • Напряжение питания (1 аккумулятор типа 6F22 (KRONA)), В 9
    • Ток потребления, не более, А 0,15
    • Масса с аккумуляторами, не более, г 90

    Как Вы понимаете, это слабая игрушка, но мы сделаем девайс гораздо мощнее! Продолжая эксперименты с ультразвуком (), было сделано ряд интересных усовершенствований и доработок. Так был произведён революционный метод воздействия (естественно негативного), на живой организм двух ультразвуковых излучателей с разностной частотой несколько герц. То есть частота одного излучателя например 20000 Гц, а другого – 20010 Гц. В результате на ультразвуковое излучение накладывается инф развуковое, что многократно усиливает деструктивный эффект!

    Схема стандартная, генератор на CD4069 + усилитель на трёх Н-П-Н транзисторах. Питание не менее 12 В, при токе до 1 А.

    Для усиления направленного эффекта используем цилиндрические звуковые резонаторы. Их роль будет выполнять обычная никелированная трубка от пылесоса. Только не надо портить пылесос, трубка отдельно продаётся на базаре или в магазине запчастей.

    Обрезаем два куска на экспериментально определённую длинну (где-то пару сантиметров), и прикрепляем их к ВЧ головкам типа 5ГДВ-4 или любых других. Можно купить двойную насадку на выхлопную трубу автомобиля, монтаж гораздо удобнее, а эффект будет ещё лучше.

    Внутрь вставляем ВЧ динамики, в задней части монтируем плату с аккумулятором.

    Возвращаясь с работы ночью или бродя по темным переулкам, есть опасность подвергнутся нападению бродячих собак, укусы которых иногда опасны для жизни, если вовремя не обратится к врачам. Именно для этих случаев умные человеческие мозги придумали ультразвуковой отпугиватель.

    Промышленные отпугиватели имеют достаточно сложную схему и выполнены на достаточно дефицитных компонентах.

    В этой статье мы рассмотрим вариант такого отпугивателя с использованием знаменитого таймера 555 серии. Таймер, как известно, может работать в качестве генератора прямоугольных импульсов, именно такое подключение использовано в схеме.

    Генератор работает на частоте 20-22 кГц, как известно многие животные “общаются” на ультразвуковом диапазоне. Опыты показали, что частоты 20-25 кГц вызывают у собак искусственный страх, благодаря построечному регулятору, генератором можно настроить на частоту 17-27кГц.

    Сама схема содержит всего 6 компонентов и не вызовет никаких затруднений. Регулятор желательно использовать многооборотный, для более точной настройки на нужную частоту.
    Пьезоизлучатель можно взять от калькулятора или любых других музыкальных игрушек, можно также использовать любые ВЧ головки с мощностью до 5 ватт, больше попросту нет смысла.

    Устройство эффективно действует на расстоянии 3-5 метров, поскольку в схеме нет дополнительного усилителя мощности.

    В качестве источника питания, удобно использовать крону, или любой другой источник с напряжением от 6 до 12 вольт.

    Список радиоэлементов
    Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
    Программируемый таймер и осциллятор

    NE555

    1 В блокнот
    R1 Резистор

    2.2 кОм

    1 В блокнот
    R2 Резистор

    1 кОм

    1 В блокнот
    R3 Переменный резистор 4.7 кОм 1 В блокнот
    C1 Электролитический конденсатор 10 мкФ 1 В блокнот
    C2 Конденсатор 10 нФ 1 В блокнот
    Пьезоизлучатель 1

    Излучатели (ультразвуковые) активно применяются в эхолотах. Дополнительно устройства используются в приемниках. Современные модификации выделяются высокой частотностью и имеют хорошую проводимость. Чувствительность излучателя зависит от многих факторов. Также стоит отметить, что у моделей применяются клеммы, которые влияют на общий уровень сопротивления.

    Схема устройства

    Стандартная схема устройства содержит две клеммы и один конденсатор. Стержень используется диаметром от 1,2 см. Магнит для работы системы потребуется неодимового типа. В нижней части любого излучателя располагается подставка. Конденсаторы могут крепиться через расширитель либо клеммы. Обмотка селеноида применяется с проводимостью от 4 мк.

    Кольцевая модификация

    Кольцевые погружные ультразвуковые излучатели, как правило, производятся для эхолотов. Большинство моделей обладают дипольными конденсаторами. Подкладки под них подбираются из резины. Общий уровень сопротивления в устройствах данного типа равняется 50 Ом. Клеммы используются с переходником и без него. В верхней части селеноида располагается защитное кольцо. Стержень используется диаметром не менее 2,2 см. В некоторых случаях конденсаторы применяются канального типа с системой защиты. Проводимость при разряде у них составляет не менее 5 мк. При этом частотность может сильно меняться. В данном случае многое зависит от чувствительности элемента.

    Устройство с яром

    Ультразвуковой излучатель для увлажнителя с яром считается очень распространенным. Если рассматривать то у нее имеются три конденсатора. Как правило, они используются трехканального типа. Общий уровень сопротивления у излучателей данного типа составляет 55 Ом. Они часто ставятся на эхолоты и низкочастотные приемники. Также модели подходят для преобразователей. Магниты используются диаметром от 4,5 см. Подставки делаются из латуни либо стали. Проводимость при разряде составляет не более 5,2 Мк.

    Некоторые модификации используются с верхним расположением яра. Как правило, он находится над подставкой. Также надо отметить, что есть излучатели с однополюсными переходниками. Соленоиды для них подходят только с высокой проводимостью. В верхней части устройства используется несколько колец. Чувствительность при разряде составляет примерно 10 мВ. Если рассматривать модификации на резисторных конденсаторах, то у них общий уровень сопротивления максимум доходит до 55 Ом.

    Модель с двойной обмоткой

    Излучатели (ультразвуковые) с двойной обмоткой в последнее время производятся с усилителем. Такие устройства активно применяются на преобразователях. Некоторые излучатели делаются с двойными конденсаторами. Обмотки используются с широкой лентой. Стержни подходят диаметром от 1,3 см. Клеммы должны обладать проводимостью не менее 5 мк. Частотность устройств зависит от многих факторов. В первую очередь учитывается диаметр стрежня. Также надо отметить, что расширители используются с подкладками и без них.

    Излучатели на базе отражателя своими руками

    Из отражателей можно сделать ультразвуковой излучатель своими руками. В первую очередь заготавливается неодимовый магнит. Подставка применяется шириной около 4,5 см. Обводку разрешается устанавливать только после стрежня. Также надо отметить, что магнит фиксируется на подкладке и замыкается кольцом.

    Клеммы для устройства подбираются проводникового типа. Проводимость при разряде должна составлять около 6 мк. Общий уровень сопротивления у излучателей данного типа равняется не более 55 Ом. Конденсаторы используются разного типа. Непосредственно отражатели подбираются небольшой толщины. Для установки элементов придется воспользоваться Верхняя часть стрежня закручивается на пленке. В данном случае важно не перекрывать клеммы.

    Устройства для эхолотов

    Излучатели (ультразвуковые) для эхолотов обладают неплохой проводимостью. Диаметр стержня у стандартной модели равняется 2,4 см. Кольца, как правило, используются обтягивающего типа. Современные модели делаются с конусными подставками. У них малый вес и они могут работать в условиях повышенной влажности. Соленоиды применяются разного диаметра. В нижней части устройств обязательно накручивается изолента. При необходимости излучатель для эхолота можно сделать самостоятельно. Конденсаторы с этой целью применяются двухканального типа. Если рассматривать устройство со стержнем на 2,2 см, то общий уровень сопротивления у него составит 45 Ом.

    Модификации для рыболокаторов

    Излучатели (ультразвуковые) для рыболокаторов производятся с клеммами разной проводимости. Наиболее востребованными считаются модификации с переходниками и чувствительностью на уровне 12 мВ. Некоторые устройства оснащаются компактными одноканальными конденсаторами. Проводимость при загрузке у них составляет 2 мк. Магниты на излучатели устанавливаются разного диаметра.

    Большинство моделей делаются с низкими подставками. Также надо отметить, что устройства выделяются высокой частотностью. Клеммы обладают неплохой проводимостью, но в данном случае многое зависит от толщины стрежня. В верхней части обмотки устанавливаются защитные кольца. Для увеличения проводимости излучателя применяются клеммы с чувствительностью от 15 мВ.

    Модели низкого волнового сопротивления

    Ультразвуковой излучатель для увлажнителя воздуха низкого выделяется компактными размерами. Обмотки используются толщиной от 0,2 см. Магниты устанавливаются на подставках либо подкладках. Клеммы фиксируются в верхней части устройства. Стандартная модификация включает в себя три конденсатора.

    Показатель общего сопротивления составляет не более 30 Ом. Конденсаторы у некоторых моделей применяются двуканального типа. При этом проводимость составляет примерно 2 мк. Также есть модификации со стержнями большого диаметра. Они используются в эхолотах. Большинство излучателей производится специально для преобразователей. Кольца для зажима используются из резины либо пластика. В среднем диаметр стержня у модификации равняется 2,2 см.

    Устройства высокого волнового сопротивления

    Модификации данного типа делаются, как правило, для приемников. Общий уровень проводимости у них равняется 4 мк. Большинство устройств работает от контактных клемм. Также надо отметить, что существуют устройства с чувствительностью от 15 мВ. Конденсаторы на модификации подбирают трехканального типа. Также есть резисторные модели. У них общий уровень сопротивления стартует от 55 Ом. Магниты на мощный ультразвуковой излучатель устанавливаются только неодимового типа. В среднем диаметр детали составляет 4,5 см. Подставки могут производиться с накладками или защитными изолирующими пленками.

    Модели с однопереходными конденсаторами

    Устройства этого типа способны обеспечивать проводимость на уровне 5 мк. У них довольно высокая чувствительность. Стержни на ультразвуковой излучатель устанавливаются диаметром от 2 см. Обмотки используются только с кольцами из резины. В нижней части устройств применяются дипольные клеммы. Общий уровень сопротивления при загруженности составляет 5 Ом. Конденсаторы разрешается устанавливать на излучатели через расширители. Для продления низких частот используются переходники.

    При необходимости можно сделать модификацию на два конденсатора. Для этого клеммы устанавливаются с проводимостью от 2,2 мк. Стержень подбирается небольшого диаметра. Также надо отметить, что потребуется короткая подставка из сплава алюминия. В качестве изоляции для клемм применяется изолента. В верхней части излучателя крепится два кольца. Непосредственно конденсаторы монтируются через дипольный расширитель. Общий уровень сопротивления не должен превышать 35 Ом. Чувствительность зависит от проводимости клемм.

    Ультразвуковой шокер-излучатель

    Исполнительное устройство активной сигнализации

    Данное устройство предназначено только для демонстрационных испытаний в лабораторных условиях. Предприятие не несет ответственности за любое использование данного устройства.

    Ограниченный сдерживающий эффект достигается воздействием мощного ультразвукового излучения. При сильных интенсивностях, ультразвуковые колебания производят чрезвычайно неприятный, раздражающий и болезненный эффект на большинство людей, вызывая сильные головные боли, дезориентацию, внутричерепные боли, паранойю, тошноту, расстройство желудка, ощущение полного дискомфорта.

    Генератор ультразвуковой частоты выполнен на D2. Мультивибратор D1 формирует сигнал треугольной формы, управляющий качанием частоты D2. Частота модуляции 6-9 Гц лежит в области резонансов внутренних органов.

    D1, D2 – КР1006ВИ1; VD1, VD2 – КД209; VT1 – KT3107; VT2 – KT827; VT3 – KT805; R12 – 10 Ом;

    T1 выполнен на ферритовом кольце М1500НМЗ 28х16х9, обмотки n1, n2 содержат по 50 витков D 0.5.

    Отключить излучатель; отсоединить резистор R10 от конденсатора C1; подстроечным резистором R9 выставить на выв. 3 D2 частоту 17-20 кГц. Резистором R8 установить требуемую частоту модуляции (выв. 3 D1). Частоту модуляции можно уменьшить до 1 Гц, увеличив емкость конденсатора С4 до 10 мкФ; Подсоединить R10 к С1; Подключить излучатель. Транзистор VT2 (VT3) устанавливают на мощный радиатор.

    В качестве излучателя лучше всего применить специализированную пьезокерамическую головку ВА импортного или отечественного производства, обеспечивающую при номинальном напряжении питания 12 В уровень звуковой интенсивности 110 дБ: Можно использовать несколько мощных высокочастотных динамических головок (динамиков) ВА1…BAN, соединенных параллельно. Для выбора головки, исходя из требуемой интенсивности ультразвука и расстояния действия, предлагается следующая методика.

    Средняя подводимая к динамику электрическая мощность Рср = Е2 / 2R, Вт, не должна превышать максимальной (паспортной) мощности головки Рmaх, Вт; Е – амплитуда сигнала на головке (меандр), В; R – электрическое сопротивление головки, Ом. При этом эффективно подводимая электрическая мощность на излучение первой гармоники Р1 = 0.4 Рср, Вт; звуковое давление Рзв1 = SдP11/2/d, Па; d – расстояние от центра головки, м; Sд = S0 . 10(LSд/20) Па Вт-1/2; LSд – уровень характеристической чувствительности головки (паспортное значение), дБ; S0 = 2 . 10-5 Па Вт-1/2. В результате, интенсивность звука I = Npзв12 / 2sv, Вт/м2; N – число параллельно соединенных головок, s = 1.293 кг/м3 – плотность воздуха; v = 331 м/с – скорость звука в воздухе. Уровень интенсивности звука L1 = 10 lg (I/I0), дБ, I0 = 10-12 I m/м2.

    Уровень болевого порога считается равным 120 дБ, разрыв барабанной перепонки наступает при уровне интенсивности 150 дБ, разрушение уха при 160 дБ {180 дБ прожигает бумагу). Аналогичные зарубежные изделия излучают ультразвук с уровнем 105-130 дБ на расстоянии 1 м.

    При использовании динамических головок дли получения требуемого уровня интенсивности может потребоваться увеличить напряжение питания. При соответствующем радиаторе (игольчатый с габаритной площадью 2 дм2) транзистор KT827 (металлический корпус) допускает параллельное включение восьми динамических головок с сопротивлением катушки 8 0м каждая. 3ГДВ-1; 6ГДВ-4; 10ГИ-1-8.

    Разные люди переносят ультразвук по разному. Наиболее чувствительны к ультразвуку люди молодого возраста. Дело вкуса, если вместо ультразвука вы предпочтете мощное звуковое излучение. Для этого необходимо увеличить емкость С2 в десять раз. При желании можно отключить модуляцию частоты, отсоединив R10 от С1.

    С ростом частоты эффективность излучения некоторых типов современных пьезоизлучателей резко увеличивается. При непрерывной работе более 10 минут, возможен перегрев и разрушение пьезокристалла. Поэтому рекомендуется выбирать напряжение питания ниже номинального. Необходимый уровень звуковой интенсивности достигается включением нескольких излучателей.

    Ультразвуковые излучатели обладают узкой диаграммой направленности. При использовании исполнительного устройства для охраны помещений большого объема излучатель нацеливают в направление предполагаемого вторжения.

    Взято с http://patlah.ru/etm/etm-11/e-shokeri/e-shokeri/e-shok-09.html

    “Энциклопедия Технологий и Методик” Патлах В.В. 1993-2007 гг.

    Мой магнитострикционный излучатель

    Так как механическая прочность феррита невысока, максимальная интенсивность ультразвука, которую можно будет получить от излучателя, не привысит 2-4 Вт/см2, но и эта интенсивность позволяет поставить многие интересные опыты.  Как же устроен магнитострикционный излучатель?

    1 – трубка из неметаллического метериала
    2 – каркас обмотки возбуждения
    3 – обмотка возбуждения
    4 – ферритовый стержень
    5 – резиновое колечко
    6 – кольцевые керамические магниты

    Обмотка возбуждения содержит около 100 витков провода ПЭЛ-1.(-5) ).

    Выручает явление резонанса:при совпадении частоты переменного тока в катушке с собственной частотой излучателя амплитуда колебаний значительно увеличивается (если положить на торец стержня безопасную бритву, то она начнет громко дребезжать- хороший индикатор настройки излучателя в резонанс).

    Зачем нужны магниты?

    За период колебания тока синусоида проходит точку с нулевым отклонением 2 раза, т.е. магнитное поле вокруг катушки появляется и исчезает 2 раза. Изменение ферритовым стержнем размеров не зависит от направления поля, а зависит только от его величины, следовательно совершеть колебания стержень будет в 2 раза чаще (с двойной частотой входного тока). Чтобы этого не произошло, рядом со стержнем располагают постоянные магниты. При совпадении направления магнитного поля катушки с направлением поля магнитов суммарное поле (при правильном подборе магнитов) усилится в 2 раза, а при смене направления на противоположное -уменьшится до 0, т.е. за период колебания тока поле будет появлятся и исчезать 1 раз: частота колебаний стержня станет равной частоте тока в катущке, при этом амплитуда колебаний возрастет почти вдвое.     

    Буду очень благодарен за советы по усовершенствованию конструкций замене старых деталей на современные(т.к. в схемах применяются старые транзисторы и даже лампы!!!)

    Microsoft Word – инфразвуковой обзор 013102

    % PDF-1.6 % 1 0 obj> поток application / pdf

  • Скотт Мастен
  • Microsoft Word – обзор инфразвука 013102
  • 2002-03-22T20: 55: 32ZMicrosoft Word: LaserWriter 8 8.7.12013-06-11T11: 05: 04-04: 002013-06-11T11: 05: 04-04: 00Acrobat Distiller 5.00 для Macintosh; изменено с использованием iText® 5.1.3 © 2000-2011 1T3XT BVBAuuid: 501ff7fb-8f92-42ad-aacc-bf3ac7a31e55uuid: 1b8499c4-3fb2-5145-b9b5-61c4122648be конечный поток эндобдж 2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text] / Font >>> / CropBox [0 0 612 792] / Parent 10 0 R / StructParents 1 / Rotate 0 / MediaBox [0 0 612 792] >> эндобдж 3 0 obj> поток H | WMs8Gy˒) ˪JMUd7d \ c “!

    Инфразвук, здоровье человека и адаптация: комплексный обзор скрытых опасностей в сложной среде

  • Ades HW, Graybiel A, Morrill SN, Tolhurst GC, Nivon JL (1958 ) Неслышащие эффекты звуковой стимуляции высокой интенсивности на глухих людей.J Aviat Med 29: 454–467

    Google ученый

  • Алвес-Перейра М. (1999) Патология, вызванная внеушевым шумом: обзор и комментарии. Aviat Space Environ Med 70: A7 – A21

    Google ученый

  • Алвес-Перейра М., Кастелло Бранко NAA (2007a) Виброакустическая болезнь: биологические эффекты инфразвука и низкочастотного шума объясняются передачей сигналов механотрансдукцией клеток.Prog Biophys Mol Biol 93: 256–279

    Статья Google ученый

  • Алвес-Перейра М., Каштелу Бранко NAA (2007b) Дозовые отклики от инфразвука и низкочастотного шума: вклады. Интершум 2007: Стамбул, Турция: 28–31 августа

  • Бенингнус В.А., Отто Д.А., Кнельсон Дж.Х. (1975) Влияние низкочастотных случайных шумов на выполнение задачи численного мониторинга. Навыки Percept Mot 40: 231–239

    Статья Google ученый

  • Бернс Г.С., Коэн Дж.Д., Минтун М.А. (1997) Реагирование областей мозга на новизну при отсутствии осведомленности.Science 276: 1272–1275

    Статья Google ученый

  • Бершадский А.Д., Балабан Н.К., Гейгер Б. (2003) Адгезионно-зависимая механочувствительность клеток. Ann Rev Cell Dev Biol 19: 677–695

    Статья Google ученый

  • Брук-Уэйвелл К., Мэнсфилд, штат Нью-Джерси (2009) Риски и преимущества тренировки с вибрацией всего тела у пожилых людей. Возраст Старение 38: 255–257

    Google ученый

  • Brown R (1973) Новые заботы о неуслышанном звуке.New Sci 60: 414–416

    Google ученый

  • Брозович Ф.В., Поллак Г.Х. (1983) Сокращение мышц порождает дискретные звуковые всплески. Biophys J 41: 35–40

    Статья Google ученый

  • Брюль П.В., Олесен Х.П. (1973) Инфразвуковые измерения. Представлено Конференция Inter-noise’73: Копенгаген, 22–24 августа 1973 г.

  • Кэмерон Дж. Р., Скофроник Дж. Г., Грант Р. М. (1992) Физика тела.Издательство медицинской физики, Мэдисон (Висконсин)

    Google ученый

  • Кэмпбелл WH (1967) Геомагнитные пульсации. В: Matsushita S, Campbell WH (eds) Физика геомагнитных явлений. Academic Press, New York, pp 821–909

    Google ученый

  • Cheng JT, Aarnisalo AA, Harrington E, Hernandez-Montes E, Furlong MDS, Merchant C, Rosowski SN (2010) Движение поверхности барабанной перепонки человека, измеренное с помощью стропоскопической голографии.Послушайте Res 263 (1-2): 66–77

    Article Google ученый

  • Черри Н. (2002) Шумановские резонансы: правдоподобный биофизический механизм воздействия солнечной / геомагнитной активности на здоровье человека. Nat Hazards 26: 279–331

    Статья Google ученый

  • Cifra M, Fields JT, Farhadic A (2011) Электромагнитные клеточные взаимодействия. Prog Biophys Mol Biol 105 (3): 223–246

    Статья Google ученый

  • Повар РК (1962) Странные звуки в атмосфере: I.Звук 1 (2): 12–16

    Google ученый

  • Кук Р.К., Янг Дж. М. (1962) Странные звуки в атмосфере: Часть II. Звук 1 (3): 25–33

    Google ученый

  • Костело Бранко Н.А., Алвес-Перейра М. (2004) Виброакустическая болезнь. Уровень шума 6 (23): 3–20

    Google ученый

  • Del Giudice E, Spinetti PR, Tedeschi A (2010) Динамика воды в корне метаморфоза в живых организмах.Вода 2: 566–586

    Статья Google ученый

  • Dommes E, Bauknecht HC, Scholz G, Rothemund Y, Hensel J, Klingebeil R (2009) Стимуляция слуховой коры низкочастотными тонами – исследование фМРТ. Brain Res 1304: 129–137

    Статья Google ученый

  • Дотта Б.Л., Бакнер К.А., Камерон Д., Лафрени Р.М., Персингер М.А. (2011) Эмиссия биофотонов из клеточных культур: биохимические доказательства плазматической мембраны как основного источника.Gen Physiol Biophys 30: 301–309

    Google ученый

  • Дотта Б.Л., Сарока К.С., Персингер М.А. (2012) Повышенное излучение фотонов из головы при представлении света в темноте коррелирует с изменениями в электроэнцефалографической силе: поддержка гипотезы биофотона Боккона. Neurosci Lett 513: 151–154

    Статья Google ученый

  • Duck FA (2007) Медицинские и немедицинские стандарты защиты для ультразвука и инфразвука.Prog Biophys Mol Biol 93: 176–191

    Статья Google ученый

  • Dunning J (1968) Тихий звук, который убивает. Sci Mechan Jan: 31–33, 75

  • Эванс М.Дж., Темпест В. (1972) Некоторые эффекты инфразвукового шума при транспортировке. J Sound Vib 22 (1): 19–24

    Артикул Google ученый

  • Evces CR, McElhaney JH (1971) Некоторые эффекты лекарств на низкочастотную вибрацию всего тела собак.Aerospace Med 42 (4): 416–428

    Google ученый

  • Фендрих Р., Вессингер К.М., Газзанига М.С. (1992) Остаточное зрение при скотоме: последствия для слепого зрения. Science 258: 1489–1492

    Статья Google ученый

  • Фрей А.Х. (1962) Реакция слуховой системы человека на модулированную электромагнитную энергию. J Appl Physiol 17 (4): 689–692

    Google ученый

  • Гавро V (1968) Инфразвук.Sci J 4 (1): 33–37

    Google ученый

  • Гавро В., Кондат Р., Саул Х. (1966) Инфра-сыновья: генераторы, детекторы, обладатели телосложения. Effets biologiques. Acustica 17 (1): 1–10

    Google ученый

  • Гёрке В.Х., Вудворд М.В. (1966) Инфразвуковые наблюдения за суровой погодной системой. Mon Weather Rev 94 (6): 395–398

    Статья Google ученый

  • Гёрке В.Х., Янг Дж. М., Кук Р.К. (1965) Инфразвуковые наблюдения вулканического взрыва 16 мая 1963 года на острове Бали.J Geophys Res 70 (24): 6017–6022

    Статья Google ученый

  • Горхэм Р., Персингер М.А. (2012) Возникновение частичных сложных эпилептических переживаний после закрытых травм головы: личностные переменные и нейропсихологические профили. Эпилепсия, поведение 23: 152–158

    Статья Google ученый

  • Грин Дж. Э., Данн Ф. (1968) Корреляция естественной инфразвукки и избранного человеческого поведения.J Acoust Soc Am 44 (5): 1456–1457

    Статья Google ученый

  • Holz EM, Glennon M, Prendergast K, Sauseng P (2010) Фазовая синхронизация тета-гамма во время сопоставления памяти в визуальной рабочей памяти. NeuroImage 52: 326–335

    Статья Google ученый

  • Хосияма М., Какиги Р., Ватанабе С., Мики К., Такешима Ю. (2003) Мозговые реакции на подсознательное распознавание лиц.Neurosci Res 46: 435–442

    Статья Google ученый

  • Houweling AR, Brecht M (2007) Поведенческий отчет о стимуляции соматосенсорной коры одиночного нейрона. Природа 451

  • Ingber DE (2003) Механобиология и болезнь механотрансдукции. Ann Med 35: 1–14

    Статья Google ученый

  • Isojima Y, Isoshima T, Nagai K, Kikuchi K, Nakagawa H (1995) Сверхслабая биохемилюминесценция из срезов гиппокампа крысы.NeuroReport 6: 658–660

    Статья Google ученый

  • Klein TA, Ullsperger M, Danielmeier C (2013) Осведомленность об ошибках и островок: связи с неврологическими и психиатрическими заболеваниями. Front Hum Neurosci 7 (14): 1–14

    Google ученый

  • Кениг Х.Л., Крюгер А.П., Ланг С., Соеннинг В. (1981) Биологические эффекты электромагнетизма окружающей среды. Springer, Берлин

    Забронировать Google ученый

  • Крайтер К.Д. (1970) Влияние шума на человека.Academic Press, Нью-Йорк

    Google ученый

  • Li C-yT, M-m Poo, Dan Y (2009) Всплеск одиночного коркового нейрона изменяет глобальное состояние мозга. Наука 324: 643–645

    Статья Google ученый

  • Mohr GC, Cole JN, Guild E, von Gierke HE (1965) Влияние низкочастотного и инфразвукового шума на человека. Aerospace Med 36 (9): 817–824

    Google ученый

  • Муруган Н.Дж., Карбовски Л.М., Лафрени Р.М., Персингер М.А. (2013) Магнитные поля с временной структурой вызывают полную фрагментацию планарий.PLOSone

  • Nishida K, Kobayashi N, Fukao Y (2000) Резонансные колебания между твердой землей и атмосферой. Science 287: 2233–2246

    Статья Google ученый

  • Norretranders T (1999) Иллюзия пользователя. Пингвин, Нью-Йорк

    Google ученый

  • Oster G, Jaffe JS (1980) Низкочастотные звуки образуют устойчивое мышечное сокращение скелетных мышц человека.Biophys J 30: 119–128

    Статья Google ученый

  • Paschold HW, Mayton AG (2011) Вибрация всего тела. Опасности на производстве Апрель: 30–35

  • Персингер М.А. (1980) Матрица погоды и поведение человека. Praeger, Нью-Йорк

    Google ученый

  • Персингер М.А. (1987a) Геопсихология и геопсихопатология: психические процессы и расстройства, связанные с геохимическими и геофизическими факторами.Experientia 43: 179–195

    Google ученый

  • Персингер М.А. (1987b) Биометеорология человека: психические процессы и расстройства: нейроповеденческая перспектива. Experientia 43: 39–47

    Статья Google ученый

  • Персингер М.А. (1993) Изменения личности после черепно-мозговой травмы как ответная реакция на потерю самоощущения: феноменологические темы как показатели локальной лабильности и нейрокогнитивное структурирование как психотерапия.Psychol Rep 72: 1059–1068

    Статья Google ученый

  • Персингер М.А. (1995) Neuropsychologica Principia brevita: приложение к травматическим (приобретенным) травмам головного мозга. Psychol Rep 77: 707–724

    Статья Google ученый

  • Персингер М.А. (2010) 10 −20 Джоули как нейромолекулярный квант в медицинской химии: альтернативный подход к бесчисленным молекулярным путям.Curr Med Chem 17: 3094–3098

    Статья Google ученый

  • Персингер М.А. (2012) Электромагнитная активность мозга и молния: потенциально совпадающие масштабно-инвариантные количественные свойства. Front Integr Neurosci 6 (19): 1–10

    Google ученый

  • Персингер М.А., Лафренье Г.Ф. (1977) Пространственно-временные переходные процессы и необычные события. Нельсон-Холл, Чикаго

    Google ученый

  • Персингер М.А., Лавали К.Л. (2012) Концепция ∑n = n и количественная поддержка церебрально-голографической и электромагнитной конфигураций сознания.J Исследования сознания 19: 128–153

    Google ученый

  • Персингер М.А., Тиллер С.Г., Корен С.А. (1999) Колебания фонового звукового давления (5 дБ) от потолочных систем вентиляции усиливают субъективную усталость студентов университета во время трехчасовых лекций. Навыки восприятия моторики 88: 451–456

    Статья Google ученый

  • Персингер М.А., Лафреньер Г.Ф., Дотта Б.Т. (2012) Заметное увеличение фоновой эмиссии фотонов в Садбери, Онтарио, более чем за неделю до звездной величины> 8.0 землетрясений в Японии и Чили. Int J Geosci 3: 627–629

    Статья Google ученый

  • Pollack GH (2003) Роль водных поверхностей раздела в клетке. Adv Coll Interf Sci 103: 173–196

    Статья Google ученый

  • Popp F-A, Li KH, Mei WP, Galle M, Neurohr R (1988) Физические аспекты биофотонов. Experientia 44: 576–585

    Статья Google ученый

  • ReVelle DO (1975) Исследования звуков от метеоров.Sky and Telesc, февраль: 87–90

  • Rockaway JW, Hower GL, Craine LB, Thomas JE (1974) Применение трассировки лучей для наблюдений инфразвуковых волн, связанных с горами. Geophys J Roy Astronomical Soc 36: 259–266

    Статья Google ученый

  • Rohracher H (1955) Warmehaushalt und Korpervibration. Умшау 55 (22): 691–692

    Google ученый

  • Salt AN, Hullar TE (2010) Реакции уха на низкочастотные звуки, инфразвук и ветряные турбины.Послушайте Резолюцию 268: 12–21

    Статья Google ученый

  • Salt AN, Kaltenbach JA (2011) Инфразвук от ветряных турбин может повлиять на людей. Bull Sci Technol Soc 31 (4): 296–302

    Статья Google ученый

  • Salt AN, Lichtenhan JT, Gill RM, Hartsock JJ (2013) Большие эндолимфатические потенциалы от низкочастотных и инфразвуковых тонов у морских свинок. J Acoust Soc Am 133 (30): 1561–1571

    Статья Google ученый

  • Сарока К.С., Персингер М.А. (2011) Обнаружение электромагнитных эквивалентов эмоциональных характеристик слов: значение для поколения электронно-слушающих.Open Behav Sci J 5: 24–27

    Статья Google ученый

  • Стивенс RWB (1969) Infrasonics. Ультразвук Янв: 30–35

  • Сан Й, Ван К., Дай Дж. (2010) Биофотоны как сигналы нейронной коммуникации, продемонстрированные автографией биофотонов in situ. Photochem Photobiol Sci 9: 315–322

    Статья Google ученый

  • Tromp SW (1963) Медицинская биометеорология: погода, климат и живой организм.Эльзевир, Амстердам

    Google ученый

  • Whitman JC, Ward LM, Woodward TS (2013) Паттерны корковых колебаний организуют нейронную активность в функциональные сети всего мозга, очевидные в сигнале MRI BOLD. Front Hum Neurosci 7

  • Wike EL, Wolfe VL, Norsworthy KA (1975) Влияние низкочастотной вибрации всего тела на крыс: длительное обучение, предсказуемость, постепенное обучение и формирование вкуса.Bull Psychon Soc 5 (4): 333–335

    Статья Google ученый

  • Wilson CR (1973) Сезонная вариация активности авроральных инфразвуковых волн. J Geophys Res 78 (22): 4801–4802

    Статья Google ученый

  • Woodsworth RS, Schlosberg H (1962) Экспериментальная психология. Райнхарт и Уинстон, Холт

    Google ученый

  • Звуковое оружие | Китайцы разрабатывают секретное звуковое оружие

    • Китайская академия ученых изобрела новое портативное оружие для борьбы с беспорядками.
    • Оружие использует звук для разгона толпы, вызывая дискомфорт у людей, пока они не покинут территорию.
    • США изучали подобное нелетальное оружие, используя стробоскопы и звуковую пушку LRAD.

      Новое оружие, изобретенное китайскими учеными, использует низкочастотные звуковые волны, чтобы вызвать физический стресс, вынуждая бунтовщиков, протестующих или кого-либо еще, кто владеет этим местом, хочет покинуть территорию. Новая «звуковая пушка» была разработана как система несмертельного оружия для использования полицией и правоохранительными органами в качестве альтернативы смертоносному оружию.

      Китайские ученые утверждают, что в оружии, разработанном Техническим институтом физики и химии Китайской академии наук, используются «сфокусированные волны низкочастотного звука», чтобы вызвать «сильный дискомфорт с вибрациями в барабанных перепонках, глазных яблоках, желудке, печени». , и мозг ».

      The South China Morning Post , сообщая об этом оружии, сообщает, что у него нет движущихся частей. The Post также заявила: «Профессор Се Сюцзюань, ведущий научный сотрудник проекта, сказал, что устройство питалось от сосуда в форме трубки, содержащего инертный газ.При нагревании частицы газа вибрируют, и издается глубокий монотонный звук ».

      Этот звук скорее всего инфразвук , категория звуков ниже 20 герц, которые не слышны для человека. Согласно данным Национального института здравоохранения США, воздействие инфразвука на внутреннее ухо человека включает «головокружение, дисбаланс, невыносимые ощущения, недееспособность, дезориентацию, тошноту, рвоту и спазм кишечника; и резонансы во внутренних органах, таких как сердце ».

      Ракетный крейсер USS Gettysburg с устройством LRAD, 2012 г.

      Фотография ВМС США, сделанная специалистом по массовым коммуникациям 2-го класса Фостером Бэмфордом

      .

      США и их союзники приобрели и развернули акустическое устройство дальнего действия, или LRAD, для использования в ситуациях борьбы с беспорядками. LRAD, как и китайская «звуковая пушка», использует звук, но по-другому, издавая громкий высокочастотный электронный визг вместо низкочастотной пульсации. Один журналист , принимавший участие в LRAD, описал чувство, будто его голова вот-вот лопнет, и что его мозг чувствовал себя так, как будто он «вибрирует в миске с желе на столе».

      Оружие, которое пока не имеет названия, описывается как винтовочное, с прикладом, спусковым крючком и стволом. Ранее в этом месяце группа из Министерства науки и технологий встретилась в Пекине и одобрила звуковую пушку для массового производства. Комиссия рекомендовала превратить оружие в практическое снаряжение «как можно скорее».

      Новое оружие, разработанное совместно с китайскими правоохранительными и военными властями, скорее всего, будет передано Народной вооруженной полиции, крупной военизированной полиции, которая обслуживает Пекин, а также Народно-освободительной армии.

      Кайл Мизоками Писатель по вопросам обороны и безопасности, живет в Сан-Франциско.

      Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

      Реконструкция последовательности поверхностных извержений небольшого фреатического извержения 2018 г. вулкана Иво-яма, вулканический комплекс Киришима, Япония, с помощью инфразвукового кросс-корреляционного анализа | Земля, планеты и космос

    1. Андерсон Дж.Ф., Джонсон Дж.Б., Стил А.Л., Руис М.К., Брэнд Б.Д. (2018) Различная эруптивная активность, выявленная акустическими и электромагнитными наблюдениями интенсивного вулканического извержения вулкана Тунгурауа 14 июля 2013 года.Эквадор Geophys Res Lett 45 (7): 2976–2985. https://doi.org/10.1002/2017GL076419

      Статья Google ученый

    2. Bouche E, Vergniolle S, Staudacher T., Nercessian A, Delmont JC, Frogneux M, Cartault F, Le Pichon A (2010) Роль больших пузырьков, обнаруженных в результате акустических измерений, в динамике лавового озера Эрта’Але ( Эфиопия). Earth Planet Sci Lett 295 (1-2): 37-48. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2010.03.020

      Статья Google ученый

    3. Castaño LM, Ospina CA, Cadena OE, Galvis-Arenas B, Londono JM, Laverde CA, Kaneko T, Ichihara M (2020) Непрерывный мониторинг активности Невадо-дель-Руис в 2015–2018 годах, Колумбия, с использованием спутниковых инфракрасных изображений и местные инфразвуковые записи.Земля, планеты Космос https://doi.org/10.1186/s40623-020-01197-z

      Статья Google ученый

    4. Делле Донн Д., Рипеп М. (2012) Тепловизионные изображения стромболианских взрывов с высокой частотой кадров: последствия для динамики взрывных и инфразвуковых источников. J Geophys Res Solid Earth. https://doi.org/10.1029/2011JB008987

      Статья Google ученый

    5. Фи Д., Гарсес М., Штеффке А. (2010) Инфразвук от вулкана Тунгурауа, 2006–2008 годы: эруптивная активность от стромболиана до плиниана.Журнал Volcanol Geotherm Res 193 (1-2): 67-81. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2010.03.006

      Статья Google ученый

    6. Fee D, Haney MM, Matoza RS, Van Eaton AR, Cervelli P, Schneider DJ, Iezzi AM (2017) Вулканический тремор и гистерезис высоты шлейфа от вулкана Павлов на Аляске. Наука 355 (6320): 45–48. https://doi.org/10.1126/science.aah6108

      Статья Google ученый

    7. Fee D, Matoza RS (2013) Обзор инфразвука вулкана: от Гавайского до плинианского, от местного до глобального.Журнал Volcanol Geotherm Res 249: 123–139. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2012.09.002

      Статья Google ученый

    8. Гарсес М., Хансен Р., Линдквист К. (1998) Время пробега инфразвуковых волн, распространяющихся в стратифицированной атмосфере. Geophys J Int 135 (1): 255–263. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.1998.00618.x

      Статья Google ученый

    9. Гарсес М., Харрис А., Хетцер С., Джонсон Дж., Роуленд С., Маркетти Э., Окубо П. (2003) Инфразвуковой тремор, наблюдаемый на вулкане Килауэа.Hawai’i Geophys Res Lett. https://doi.org/10.1029/2003gl018038

      Статья Google ученый

    10. Итихара М., Такео М., Йоку А., Оикава Дж., Оминато Т. (2012) Мониторинг вулканической активности с использованием моделей корреляции между инфразвуком и движением земли. Geophys Res Lett. https://doi.org/10.1029/2011GL050542

      Статья Google ученый

    11. Исии К., Йоку А., Кагияма Т., Окура Т., Йошикава С., Иноуэ Х. (2019) Динамика газового потока в канале стромболианских взрывов по данным сейсмоакустических наблюдений на вулкане Асо, Япония.Земля Планеты Космос https://doi.org/10.1186/s40623-019-0992-z

      Статья Google ученый

    12. Джонсон Дж. Б., Пальма Дж. Л. (2015) Инфразвук Лахара, связанный с извержением вулкана Вильяррика 3 марта 2015 года. Geophys Res Lett 42 (15): 6324–6331. https://doi.org/10.1002/2015GL065024

      Статья Google ученый

    13. Johnson JB, Ripepe M (2011) Инфразвук вулкана: обзор.Журнал Volcanol Geotherm Res 206 (3–4): 61–69. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2011.06.006

      Статья Google ученый

    14. Джолли А., Кеннеди Б., Эдвардс М., Джуссет П., Шой Б. (2016) Инфразвуковой тремор от извержений пузырей в вязком мелководном кратерном озере острова Уайт, Новая Зеландия, и его значение для интерпретации процессов вулканических источников. Журнал Volcanol Geotherm Res 327: 585–603. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2016.08.010

      Артикул Google ученый

    15. Килгур Г., Гейтс С., Кеннеди Б., Фаркуар А., Макспорран А., Ашер С. (2019) Динамика фреатического извержения, полученная на основе анализа отложений: тематическое исследование небольшого фреатического извержения на острове Вакари / Уайт, Новая Зеландия. Земля, космос планет 71:36. https://doi.org/10.1186/s40623-019-1008-8

      Статья Google ученый

    16. Ландау Л, Лифшиц Э. (1987) Механика жидкости, 2-е изд.Pergamon Press, Оксфорд

      Google ученый

    17. Маннен К., Юкутаке Ю., Кикугава Г., Харада М., Итадера К., Такенака Дж. (2018) Хронология извержения вулкана Хаконэ в 2015 году, Япония: геологические предпосылки, механизм вулканических волнений и меры по смягчению последствий стихийных бедствий во время кризиса. Земля, планеты космос https://doi.org/10.1186/s40623-018-0844-2

      Статья Google ученый

    18. Matoza RS, Arciniega-Ceballos A, Sanderson RW, Mendo-Pérez G, Rosado-Fuentes A, Chouet BA (2019) Высокочастотная сейсмоакустическая сигнатура вулканических взрывов на вулкане Попокатепетль.Mexico Geophys Res Lett 46 (1): 148–157. https://doi.org/10.1029/2018GL080802

      Статья Google ученый

    19. Matoza RS, Fee D, Garcés MA, Seiner JM, Ramón PA, Hedlin MAH (2009) Инфразвуковой шум струи от извержений вулканов. Geophys Res Lett. https://doi.org/10.1029/2008GL036486

      Статья Google ученый

    20. McKee K, Fee D, Haney M, Matoza RS, Lyons J (2018) Обнаружение инфразвукового сигнала и оценка обратного азимута с использованием наземных радиоволн на паре сейсмоакустических датчиков.Журнал Geophys Res Solid Earth 123 (8): 6826–6844. https://doi.org/10.1029/2017JB015132

      Статья Google ученый

    21. Perttu A, Taisne B, De AS, Assink JD, Tailpied D, Williams RA (2020) Оценки высоты шлейфа по данным инфразвука для регионального мониторинга вулканов. J Volcanol Geotherm Res. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2020.106997

      Статья Google ученый

    22. Ripepe M, De Angelis S, Lacanna G, Voight B (2010) Наблюдение инфразвуковых и гравитационных волн на вулкане Суфриер-Хиллз, Монтсеррат.Geophys Res Lett. https://doi.org/10.1029/2010GL042557

      Статья Google ученый

    23. Ripepe M, Marchetti E (2002) Массив слежения за инфразвуковыми источниками на вулкане Стромболи. Geophys Res Lett 29 (22): 33–41. https://doi.org/10.1029/2002gl015452

      Статья Google ученый

    24. Скотт Э., Хейворд С., Кубичек Р., Хаманн Дж., Пьер Дж., Коми Б., Менденхолл Т. (2007) Идентификация лавинообразного инфразвука с помощью одного и нескольких датчиков.Cold Reg Sci Technol 47 (1-2): 159-170. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2006.08.005

      Статья Google ученый

    25. Tajima Y, Nakada S, Maeno F, Huruzono T, Takahashi M, Inamura A, Matsushima T, Nagai M, Funasaki J (2020) Мелкое магматическое гидротермальное извержение в апреле 2018 года на вулкане Ebinokogen Ioyama в группе вулканов Кирисима . Японские науки о Земле 10 (5): 183. https://doi.org/10.3390/geosciences10050183

      Статья Google ученый

    26. Tajima Y, Nakada S, Nagai M, Maeno F, Watanabe A (2019) Небольшое извержение вулкана Эбинокоген Иояма группы вулканов Киришима в апреле 2018 года.Bull Volcanol Soc Japan 64 (2): 147–151. https://doi.org/10.18940/kazan.64.2_147

      Статья Google ученый

    27. Tsukamoto K, Aizawa K, Chiba K, Kanda W, Uyeshima M, Koyama T, Utsugi M, Seki K, Kishita T (2018) Трехмерная структура удельного сопротивления вулкана Иво-яма, вулканический комплекс Киришима, Япония: связь с мелкой сейсмичностью, поднятием поверхности и небольшим фреатическим извержением. Geophys Res Lett 45 (23): 12821–12828. https: // doi.org / 10.1029 / 2018GL080202

      Статья Google ученый

    28. Vergniolle S, Brandeis G (1996) Стромболианские взрывы 1. Большой пузырь, разбивающийся о поверхность столба лавы как источник звука. Журнал Geophys Res B Solid Earth 101 (9): 20433–20447. https://doi.org/10.1029/96jb01178

      Статья Google ученый

    29. Walsh B, Procter J, Lokmer I, Thun J, Hurst T., Christenson B, Jolly A (2019) Геофизическое исследование извержения вулкана Вакаари / Уайт-Айленд 27 апреля 2016 года, Новая Зеландия, и его последствий для физиогномики жерл и эруптивная динамика.Земля, планеты космос https://doi.org/10.1186/s40623-019-1003-0

      Статья Google ученый

    30. Woodward R, Israelsson H, Bondár I., Mclaughlin K, Bowman JR, Bass H (2005) Понимание инфразвукового шума, создаваемого ветром. Proc. 27-й сейсм. Res. Rev. Наземная ядерная бомба. Explos. Монит. Technol. 866–875

    31. Ямада Т., Аояма Х., Нисимура Т., Игучи М., Хендрасто М. (2017) Оценка потока объема вулканического извержения по очень долгопериодным инфразвуковым сигналам.Geophys Res Lett 44 (1): 143–151. https://doi.org/10.1002/2016GL071047

      Статья Google ученый

    32. Ямада Т., Аояма Х., Уеда Х. (2018) Взаимосвязь между оценками объема шлейфа извержения, полученными на основе инфразвука и плавучести. Bull Volcanol. https://doi.org/10.1007/s00445-018-1244-y

      Статья Google ученый

    33. Yamakawa K, Ichihara M, Ishii K, Aoyama H, Nishimura T, Ripepe M (2018) Оценка азимута с помощью инфразвукового массива с малой апертурой: тестовые наблюдения на вулкане Стромболи, Италия.Geophys Res Lett 45 (17): 8931–8938. https://doi.org/10.1029/2018GL078851

      Статья Google ученый

    34. Ямасато Х. (1997) Количественный анализ пирокластических потоков с использованием инфразвуковых и сейсмических данных на вулкане Унзен. Япония. J. Phys Earth 45 (6): 397–416. https://doi.org/10.4294/jpe1952.45.397

      Статья Google ученый

    35. Yokoo A, Tameguri T, Iguchi M (2009) Набухание лавовой пробки, связанное с вулканическим извержением вулкана Сакурадзима, Япония, по данным инфразвуковой записи: тематическое исследование извержения 2 января 2007 года.Bull Volcanol 71 (6): 619–630. https://doi.org/10.1007/s00445-008-0247-5

      Статья Google ученый

    36. Yukutake Y, Honda R, Harada M, Doke R, Saito T, Ueno T, Sakai S, Morita Y (2017) Анализ непрерывных вулканических толчков, обнаруженных во время фреатического извержения вулкана Хаконе в 2015 году. Земля, космос планет 69 (1): 164. https://doi.org/10.1186/s40623-017-0751-y

      Статья Google ученый

    37. Yukutake Y, Ichihara M, Honda R (2018) Инфразвуковая волна, сопровождающая раскрытие трещины во время извержения Хаконэ в 2015 году.Земля Планеты Космос https://doi.org/10.1186/s40623-018-0820-x

      Статья Google ученый

    38. Сомнительная наука о синдроме ветряной турбины

      В своей книге « Supernature » 1973 года ученый и искатель приключений Лайал Уотсон рассказывает историю шестифутового свистка. Это огромное устройство было разработано в рамках эксперимента 1960-х годов для изучения воздействия низкочастотного звука на людей. Технический специалист, который первым испытал его, «упал замертво на месте», – пишет Уотсон.«Его внутренние органы превратились в аморфное желе».

      Как могла произойти такая ужасная смерть от звука? Хотя с научной точки зрения это сомнительно, идея о том, что низкочастотные шумы могут нанести огромный вред людям, была популярна на протяжении десятилетий. Инфразвук – звук, который обычно (и ошибочно) считается ниже порога слышимости человека, – часто считается источником раздражения, тошноты, потери сна и беспокойства, а также многих других симптомов. Популярные СМИ продолжают продавать свою угрожающую мистику, несмотря на существование множества экспериментов, которые не показали никакого вреда на этих низких частотах.

      В последнее время это клеймо препятствует развитию ветряных турбин, излучающих инфразвук – источника возобновляемой энергии. Тысячи групп протеста против ветряных электростанций ссылаются на сообщения о пагубном воздействии инфразвукового шума как своего основного оружия против развития ветроэнергетики. Как инфразвук вообще стал стигматизированным и как эти ассоциации продолжают процветать?

      Сенсационные сообщения об опасности низкочастотного звука появились в результате ненаучных исследований французского ученого Владимира Гавро, родившегося в России, в 1960-х годах.Гавро использовал ненадежный подход «давай попробуем и посмотрим, что произойдет», чтобы исследовать реакцию человека на звук, и неясно, мог ли он вообще изучать низкочастотные звуки, на которые, как он утверждал,. «У Гавро не было устройства для измерения инфразвука», – говорит Йорг Мюльханс, психоакустический исследователь из Венского университета, писавший о мифах, окружающих инфразвук. «Я понятия не имею, откуда он взял числа для уровней звукового давления, когда он вообще не мог даже измерить инфразвук.

      Хотя исследование Гавро действительно показало некоторые вредные эффекты звука, в отчетах его исследования упускается из виду разница между громкостью , , которая воспринимается как громкость, и частотой , , которая связана с нашим восприятием высоты звука. . Представление о том, что инфразвуковые частоты неслышимы, на самом деле является мифом, потому что звуки в этом диапазоне можно услышать, если они представлены на достаточно большой громкости. Судя по цифрам в его публикациях, подвиги Гавро были связаны с опасно большими объемами, в результате чего сообщаемые «инфразвуковые» частоты были невероятно громкими – уровнями, которые по сегодняшним стандартам считались бы возмутительно неэтичными.С большой вероятностью они были вредными, независимо от частоты.

      «Каждый день всех окружает инфразвук. Его излучает… прибой, штормы, сам ветер, наше собственное сердцебиение и дыхание ».

      Гавро преуспел в преувеличении своих выводов относительно такого жестокого громкого шума. Например, он утверждал, что инфразвук «определенно является одной из многих причин аллергии, нервных срывов и других« неприятных явлений в современной жизни »». Он предупредил, что он может привести к «чрезвычайно неприятному новому оружию».

      Всего через несколько дней после его публикации 1968 года под названием «Инфразвук» в немецкой газете Die Zeit появился заголовок: «Новое оружие: инфразвук?» ссылаясь на развитие французского инфразвукового оружия. Похожие заголовки включали «Звуковой луч, разработанный как убийца – французы, работающие над военной машиной» в Miami Herald и «Звук как оружие войны» в лондонском журнале Observer . Эти ложные сообщения были даже увековечены известными артистами, такими как Дэвид Боуи и Уильям Берроуз.Наиболее забавными являются описания знаменитой «коричневой ноты» – частоты, которая, как говорят, вызывает мгновенную дефекацию. Несмотря на все эти сообщения, такое вооружение так и не было разработано из-за непрактичности создания жизнеспособных, массовых «шумовых пушек» столь смертоносного характера.

      С тех пор, как появились эти первые сообщения, инфразвук стал причиной всего: от рвотных ощущений, психических расстройств и автомобильных аварий до прогулов школьников и опухолей головного мозга. Случай с британским лектором Виком Тэнди особенно интересен.В 1980-х годах он, по-видимому, почувствовал жуткое, ужасное присутствие в определенном месте в медицинской производственной лаборатории, одновременно наблюдая серую паранормальную сущность на периферии. После расследования он пришел к выводу, что это был инфразвук от вентилятора соседнего здания, который вызвал как его беспокойство, так и вибрацию глазного яблока, что каким-то образом привело к его наблюдению. Хотя эти выводы были полностью ошибочными, они были опубликованы в журнале Journal of Psychical Research и были расценены энтузиастами как умное объяснение призраков.

      Помимо таких отвлекающих аспектов, в 90-х годах открытие того, что ветряные турбины излучают слабый инфразвук, вскоре вызвало протесты. Растущий список симптомов, предположительно вызванных инфразвуком, возможно, завершился публикацией Нины Пьерпон в 2009 году публикации «Синдром ветряной турбины: отчет о естественном эксперименте ». В ее список входят: паника, нарушение сна, головная боль, шум в ушах, головокружение, тошнота и нечеткость зрения. Этот список с тех пор стал центральным в растущем сообществе противников ветра, но не был признан ни одной официальной международной классификацией.Сегодня во всем мире существует более 2200 противоветровых групп.

      Тем не менее, инфразвук от ветряных турбин ничем не отличается от инфразвука, создаваемого другими безвредными общими источниками. «Каждый день всех окружает инфразвук. Он излучается естественными источниками, такими как прибой, штормы, сам ветер, наше собственное сердцебиение и дыхание. Мы также подвергаемся его воздействию в автомобилях, от потолочных вентиляторов, двигателей и городского шума », – говорит Саймон Чепмен, почетный профессор Сиднейского университета. «Если бы ветряные турбины были вредны для близлежащих жителей, целые города и небольшие народы были бы поражены на большей части Европы, где мы наблюдаем самую высокую плотность населения.Копенгаген окружен турбинами, но мои датские коллеги не видят очередей с больными ».

      Я написал Пирпонту по электронной почте, чтобы узнать о ее позиции в свете научных доказательств против нее. Она предложила новый взгляд на то, как ветряные турбины причиняют вред, который, по-видимому, отличается от атрибуции инфразвука, широко подразумеваемой в ее книге: «Ветровые турбины производят ритмичные, повторяющиеся импульсы давления воздуха, которые анализаторы шума характеризуют как инфразвук… но это не так». она написала. В настоящее время она считает, что отрицательные эффекты вызваны «повторяющимися раздражителями, которые организм интерпретирует как морскую болезнь.

      Она пояснила: «Я назвала это просто« инфразвук »в своей книге 2009 года, потому что специфические качества инфразвука / низкочастотной« акустической эмиссии »ветряных турбин на тот момент еще не были определены. Я назвал это «инфразвуком», и это привело меня в горячую воду с некоторыми акустиками, хотя я пытался обойти вопрос о том, что именно такое акустическая эмиссия, и сосредоточиться на связанных симптомах ».

      Несомненно то, что продолжительное воздействие нежелательного шума любого уровня может быть источником сильного стресса и, следовательно, быть очень вредным, несмотря на отсутствие каких-либо прямых физических симптомов.Если людям, живущим рядом с турбинами, постоянно рассказывать о синдроме ветряных турбин, безвредный инфразвук может легко стать очень проблематичным. Джефф Левантхолл, старший специалист по акустике из Великобритании, привел мне пример: «Доля нарушений сна, которую люди приписывают ветряным турбинам, не сильно отличается от доли нарушений сна, о которых сообщается в целом – около 30 процентов. Многие люди просыпаются ночью, и если им случалось жить рядом с турбиной, они говорят, что их разбудила именно турбина.

      Ситуация напоминает вызывающие беспокойство сообщения о головных болях, усталости, стрессе, нарушениях сна и даже раке, ошибочно приписываемых сотовым телефонам и другим устройствам – компьютерным экранам, микроволновым печам, линиям электропередач – когда они были новыми. Подобно инфразвуку, страх возник из-за воздействия другого невидимого, неслышимого явления: электромагнитных полей. Но обширные исследования не показали никаких вредных эффектов от воздействия низких уровней.

      Точно так же, это может быть лишь вопросом времени, когда ветряные турбины будут широко признаны безопасной и жизнеспособной альтернативой ископаемому топливу с использованием экологически чистой энергии.«В настоящее время нет никаких доказательств побочных эффектов, кроме стресса», – говорит Левентхолл. «Проблемы и чувства людей реальны. Вот как возникли их фальшивые чувства.

      Звуковые волны | PASCO

      Что такое звук

      В физиологии звук возникает, когда вибрации объекта проходят через среду, пока не попадают в барабанную перепонку человека. В физике звук создается в виде волны давления. Когда объект вибрирует, он заставляет молекулы окружающего воздуха вибрировать, инициируя цепную реакцию колебаний звуковой волны во всей среде.В то время как физиологическое определение включает восприятие звука субъектом, физическое определение признает, что звук существует независимо от восприятия человеком. Вы можете узнать этот раздел из нашего сообщения в блоге «Что такое звуковая волна в физике?» Продолжайте читать, чтобы подробнее узнать о звуковых волнах.

      Типы звука

      Есть много разных типов звука, включая слышимый, неслышимый, неприятный, приятный, тихий, громкий, шум и музыку. Вы, вероятно, найдете звуки, издаваемые пианистом, мягкими, слышимыми и музыкальными.И хотя звук дорожных работ рано утром в субботу тоже слышен, он, конечно, не из приятных или мягких. Другие звуки, такие как свист собаки, не слышны человеческому уху. Это связано с тем, что собачий свист производит звуковые волны, которые находятся ниже диапазона человеческого слуха от 20 Гц до 20 000 Гц. Волны ниже 20 Гц называются инфразвуковыми волнами (инфразвук), а более высокие частоты выше 20 000 Гц известны как ультразвуковые волны (ультразвук).

      Инфразвуковые волны (Инфразвук)

      Инфразвуковые волны имеют частоты ниже 20 Гц, что делает их неслышными для человеческого уха.Ученые используют инфразвук для обнаружения землетрясений и извержений вулканов, для картирования подземных горных пород и нефтяных образований, а также для изучения активности человеческого сердца. Несмотря на нашу неспособность слышать инфразвук, многие животные используют инфразвуковые волны для общения в природе. Киты, бегемоты, носороги, жирафы, слоны и аллигаторы – все используют инфразвук для связи на впечатляющих расстояниях – иногда на сотни миль!

      Ультразвуковые волны (ультразвук)

      Звуковые волны с частотой выше 20,00 Гц производят ультразвук.Поскольку ультразвук происходит на частотах за пределами диапазона человеческого слуха, человеческое ухо не слышит его. Ультразвук чаще всего используется медицинскими специалистами, которые используют сонограммы для исследования внутренних органов своих пациентов. Некоторые менее известные применения ультразвука включают навигацию, визуализацию, смешивание образцов, обмен данными и тестирование. В природе летучие мыши излучают ультразвуковые волны, чтобы определять местонахождение добычи и избегать препятствий.

      Как производится звук?

      Звук издается, когда объект вибрирует, создавая волну давления.Эта волна давления заставляет частицы окружающей среды (воздух, вода или твердое тело) совершать колебательные движения. Когда частицы вибрируют, они перемещают соседние частицы, передавая звук дальше через среду. Человеческое ухо улавливает звуковые волны, когда вибрирующие частицы воздуха вызывают колебания мелких деталей внутри уха.

      Во многом звуковые волны похожи на световые. Оба они происходят из определенного источника и могут распространяться или рассеиваться различными способами. В отличие от света, звуковые волны могут распространяться только через среду, такую ​​как воздух, стекло или металл.Это значит, что в космосе нет звука!

      Как распространяется звук?

      Средние

      Прежде чем мы обсудим, как распространяется звук, важно понять, что такое среда и как она влияет на звук. Мы знаем, что звук может распространяться через газы, жидкости и твердые тела. Но как они влияют на его движение? Звук наиболее быстро распространяется через твердые тела, потому что его молекулы плотно упакованы вместе. Это позволяет звуковым волнам быстро передавать колебания от одной молекулы к другой.Звук движется в воде аналогичным образом, но его скорость более чем в четыре раза выше, чем в воздухе. Скорость звуковых волн, движущихся в воздухе, может быть дополнительно снижена за счет высоких скоростей ветра, которые рассеивают энергию звуковой волны.

      Среды и скорость звука

      Скорость звука зависит от типа среды, через которую проходят звуковые волны. В сухом воздухе при 20 ° C скорость звука составляет 343 м / с! В морской воде комнатной температуры звуковые волны распространяются со скоростью около 1531 м / с! Когда физики наблюдают возмущение, которое распространяется быстрее, чем местная скорость звука, это называется ударной волной.Когда сверхзвуковой самолет пролетает над головой, может наблюдаться локальная ударная волна! Обычно звуковые волны распространяются быстрее в более теплых условиях. Как вы думаете, как это повлияет на скорость звуковых волн в океане, когда океан нагревается из-за глобального климата?

      Распространение звуковых волн

      Когда объект вибрирует, он создает кинетическую энергию, которая передается молекулами в среде. Когда вибрирующая звуковая волна соприкасается с частицами воздуха, кинетическая энергия передается ближайшим молекулам.Когда эти возбужденные молекулы начинают двигаться, они активизируют другие молекулы, которые повторяют этот процесс. Представьте себе обтягивающего человека, спускающегося по лестнице. При падении с лестницы движение обтяжки начинается с расширения. Когда первое кольцо расширяется вперед, оно тянет вперед кольца позади себя, вызывая волну сжатия. Эта цепная реакция толкания и тяги заставляет каждое кольцо катушки обтягивания смещаться из своего исходного положения, постепенно передавая исходную энергию от первой катушки к последней.Сжатие и разрежение звуковых волн подобны толканию и вытягиванию спиралей обтекателя.

      Сжатие и разрежение

      Звуковые волны состоят из моделей сжатия и разрежения. Сжатие происходит, когда молекулы плотно упакованы вместе. В качестве альтернативы разрежение происходит, когда молекулы удалены друг от друга. Когда звук проходит через среду, его энергия заставляет молекулы двигаться, создавая чередующиеся модели сжатия и разрежения.Важно понимать, что молекулы не движутся со звуковой волной. По мере прохождения волны молекулы получают энергию и перемещаются из своих исходных положений. После того, как молекула передает свою энергию соседним молекулам, движение молекулы уменьшается, пока на нее не воздействует другая проходящая волна. Передача энергии волной – это то, что вызывает сжатие и разрежение. При сжатии давление высокое, а при разрежении – низкое. Разные звуки создают разные модели изменений высокого и низкого давления, что позволяет их идентифицировать.Длина волны звуковой волны состоит из одного сжатия и одного разрежения.

      Звуковые волны теряют энергию при прохождении через среду, что объясняет, почему вы не слышите людей, говорящих на большом расстоянии, но вы можете слышать их шепот поблизости. Когда звуковые волны движутся в пространстве, они отражаются такими средами, как стены, столбы и камни. Это звуковое отражение более известно как эхо. Если вы когда-нибудь были в пещере или каньоне, вы, вероятно, слышали, как ваше эхо распространяется намного дальше, чем обычно.Это связано с тем, что большие каменные стены отражают ваш звук друг от друга.

      Типы волн

      Итак, какой тип волны является звуковой? Звуковые волны делятся на три категории: продольные волны, механические волны и волны давления. Продолжайте читать, чтобы узнать, что их квалифицирует как таковые.

      Продольные звуковые волны

      Продольная волна – это волна, в которой движение частиц среды параллельно направлению переноса энергии. Звуковые волны в воздухе и жидкостях – это продольные волны, потому что частицы, переносящие звук, колеблются параллельно направлению распространения звуковой волны.Если вы толкаете обтяжку вперед и назад, катушки будут двигаться параллельно (вперед и назад). Точно так же при ударе по камертону направление звуковой волны параллельно движению частиц воздуха.

      Механические звуковые волны

      Механическая волна – это волна, которая зависит от колебаний вещества, что означает, что она передает энергию через среду для распространения. Эти волны требуют первоначального ввода энергии, которая затем проходит через среду до тех пор, пока не будет эффективно передана начальная энергия.Примеры механических волн в природе включают водные волны, звуковые волны, сейсмические волны и внутренние водные волны, которые возникают из-за разницы в плотности в водоеме. Есть три типа механических волн: поперечные волны, продольные волны и поверхностные волны.

      Почему звук – это механическая волна? Звуковые волны движутся по воздуху, вытесняя частицы воздуха в цепной реакции. Когда одна частица смещается из положения равновесия, она толкает или притягивает соседние молекулы, заставляя их смещаться из положения равновесия.Поскольку частицы продолжают перемещать друг друга с помощью механических колебаний, возмущение распространяется по среде. Эти механические колебания звуковой проводимости между частицами квалифицируют звуковые волны как механические волны. Звуковая энергия или энергия, связанная с вибрациями, создаваемыми вибрирующим источником, требует перемещения среды, что превращает звуковую энергию в механическую волну.

      Беспроводной датчик звука

      Беспроводной датчик звука включает в себя два основных датчика в одном портативном корпусе: датчик звуковой волны для измерения относительных изменений звукового давления и датчик уровня звука со шкалами, взвешенными как в дБА, так и в дБВ.Благодаря отчетности в реальном времени и широкому диапазону дисплеев (БПФ, осциллограф, цифры) простой дизайн беспроводного датчика звука упрощает его использование для вводных звуковых исследований, а его встроенная память и надежные программные функции поддерживают исследования более высокого уровня в области науки. звука.

      Звуковые волны давления

      Волна давления или волна сжатия имеет регулярную структуру областей высокого и низкого давления. Поскольку звуковые волны состоят из сжатий и разрежений, их области колеблются между моделями низкого и высокого давления.По этой причине звуковые волны считаются волнами давления. Например, когда человеческое ухо принимает звуковые волны из окружающей среды, оно определяет разрежения как периоды низкого давления и сжатия как периоды высокого давления.

      Поперечные волны

      Поперечные волны движутся с колебаниями, перпендикулярными направлению волны. Звуковые волны не являются поперечными волнами, потому что их колебания параллельны направлению переноса энергии; однако звуковые волны могут стать поперечными при очень определенных обстоятельствах.Поперечные волны или поперечные волны распространяются с меньшей скоростью, чем продольные волны, а поперечные звуковые волны могут быть созданы только в твердых телах. Океанские волны – самый распространенный пример поперечных волн в природе. Более наглядный пример может быть продемонстрирован путем покачивания одной стороны струны вверх и вниз, в то время как другой конец закреплен (см. Видео о стоячих волнах ниже). Все еще немного запутались? Посмотрите визуальное сравнение поперечных и продольных волн ниже.

      Визуальное сравнение продольных и поперечных волн.

      Как создать стоячие волны

      С помощью струнного вибратора, генератора синусоидальных волн и стробоскопической системы PASCO учащиеся могут создавать, манипулировать и измерять стоячие волны в реальном времени. Генератор синусоидальной волны и струнный вибратор работают вместе для распространения синусоидальной волны по веревке, в то время как система стробоскопа может использоваться для «замораживания» волн во времени. Создавайте четко определенные узлы, освещайте стоячие волны и исследуйте квантовую природу волн в режиме реального времени с помощью этого современного исследовательского подхода.Вы можете ознакомиться с некоторыми из наших любимых волновых приложений в видео ниже.

      4 Свойства звука

      Что отличает музыку от шума? Птичий крик более мелодичен, чем автосигнализация. И, как правило, мы можем отличить сирену скорой помощи от полицейской сирены, но как это сделать? Мы используем четыре свойства звука: высоту, динамику (громкость или мягкость), тембр (цвет тона) и продолжительность.

      Частота (высота)

      Pitch – это качество, которое позволяет нам оценивать звуки как «выше» и «ниже».Он предоставляет метод организации звуков на основе частотной шкалы. Высота звука может быть интерпретирована как музыкальный термин, обозначающий частоту, хотя это не совсем то же самое. Высокий звук заставляет молекулы быстро колебаться, а низкий звук вызывает более медленные колебания. Высота звука может быть определена только в том случае, если частота звука достаточно четкая и постоянная, чтобы отличить ее от шума. Поскольку высота тона в первую очередь основана на восприятии слушателя, это не объективное физическое свойство звука.

      Амплитуда (динамика)

      Амплитуда звуковой волны определяет ее относительную громкость. В музыке громкость ноты называется ее динамическим уровнем. В физике мы измеряем амплитуду звуковых волн в децибелах (дБ), которые не соответствуют динамическим уровням. Более высокие амплитуды соответствуют более громким звукам, а более короткие амплитуды соответствуют более тихим звукам. Несмотря на это, исследования показали, что люди воспринимают звуки на очень низких и очень высоких частотах как более мягкие, чем звуки на средних частотах, даже если они имеют одинаковую амплитуду.

      Тембр (цвет тона)

      Тембр относится к цвету тона или «ощущению» звука. Звуки с разным тембром создают разные формы волн, которые влияют на нашу интерпретацию звука. Звук пианино отличается по цвету от звука гитары. В физике мы называем это тембром звука. Это то, что позволяет людям быстро распознавать звуки (например, кошачье мяуканье, проточная вода, звук голоса друга).

      Продолжительность (темп / ритм)

      В музыке продолжительность – это количество времени, в течение которого длится тон или тон.Их можно охарактеризовать как длинные, короткие или требующие некоторого времени. Продолжительность ноты или тона влияет на тембр и ритм звука. Классическая фортепианная пьеса будет иметь ноты большей продолжительности, чем ноты, сыгранные клавишником на поп-концерте. В физике продолжительность звука или тона начинается с момента регистрации звука и заканчивается после того, как он не может быть обнаружен.

      Создание музыки с использованием 4 свойств звука

      Музыканты манипулируют четырьмя свойствами звука, создавая повторяющиеся паттерны, образующие песню.Продолжительность – это время, в течение которого длится музыкальный звук. Когда вы играете на гитаре, звук прекращается, когда вы успокаиваете струны. Высота звука – это относительная высота или слабость звука, которая определяется частотой звуковых колебаний. Более быстрые колебания производят более высокую высоту звука, чем более медленные. Более толстые струны гитары производят более медленные вибрации, создавая более глубокую высоту тона, в то время как более тонкие струны производят более быстрые вибрации и более высокую высоту звука. Звук с определенной высотой или определенной частотой называется тоном.Тоны имеют определенные частоты, которые достигают уха через равные промежутки времени, например 320 циклов в секунду. Когда два тона имеют разные высоты, они звучат по-разному, и разница между их высотой звука называется интервалом. Музыканты часто используют интервал, называемый октавой, который позволяет двум тонам разной высоты звучать одинаково. Динамика относится к степени громкости или мягкости звука и связана с амплитудой вибрации, производящей звук. Чем сильнее натянута гитарная струна, тем громче будет звук.Цвет тона или тембр описывает общее ощущение звука, производимого инструментом. Если бы мы описали цвет тона трубы, мы могли бы назвать его ярким или блестящим. Когда мы рассматриваем виолончель, мы можем сказать, что она имеет насыщенный цветовой тон. Каждый инструмент предлагает свой собственный цвет тона, и можно создавать новые цвета тона, совмещая инструменты друг с другом. Кроме того, современные музыкальные стили, такие как EDM, представили новые стили тона, которые были недоступны до создания цифровой музыки.

      Что делает звук музыкой или шумом?

      Акустики, или ученые, изучающие акустику звука, изучали, как различные типы звуков, в первую очередь шум и музыка, влияют на людей.Рандомизированные неприятные звуковые волны часто называют шумом. Кроме того, построенные модели звуковых волн известны как музыка. Исследования показали, что человеческое тело по-разному реагирует на шум и музыку, что может объяснить, почему строительство дороги субботним утром делает нас более напряженными, чем песня пианиста.

      Акустика

      Акустика – это междисциплинарная наука, изучающая механические волны, включая вибрацию, звук, инфразвук и ультразвук в различных средах, таких как твердые тела, жидкости и газы.Профессионалы в области акустики могут варьироваться от инженеров-акустиков, которые исследуют новые применения звука в технологиях, до инженеров-звукорежиссеров, занимающихся записью и управлением звуком, до акустиков, которые являются учеными, занимающимися наукой о звуке.

      Резонансная воздушная колонна

      Независимо от того, нужен ли вам универсальный волновой демонстратор или доступное по цене устройство, которое позволяет студентам на практике экспериментировать с резонансом и гармониками, Resonance Air Column – ваш лучший инструмент.Резонансная воздушная колонна состоит из полой трубки с поршнем внутри. Когда поршень перемещается через резонансную воздушную колонну, каждый раз, когда он сталкивается с узлом, издается громкий звуковой сигнал. Используя измерители и кольца для крепления на ремне, учащиеся могут определять, измерять и отмечать расположение узлов и пучностей в резонансной воздушной колонне – и все это при просмотре данных в реальном времени с помощью дисплея БПФ Capstone. После изучения резонансной частоты, узлов и пучностей учащиеся могут сравнить свои экспериментальные измерения с ожидаемыми измерениями, используя свои собственные графики и расчеты.

      Характеристики звуковых волн

      Есть пять основных характеристик звуковых волн: длина волны, амплитуда, частота, период времени и скорость. Длина звуковой волны указывает расстояние, которое проходит волна, прежде чем она повторится. Сама длина волны – это продольная волна, которая показывает сжатие и разрежение звуковой волны. Амплитуда волны определяет максимальное смещение частиц, возмущенных звуковой волной, когда она проходит через среду.Большая амплитуда указывает на большую звуковую волну. Частота звуковой волны указывает количество звуковых волн, производимых каждую секунду. Низкочастотные звуки производят звуковые волны реже, чем высокочастотные звуки. Временной период звуковой волны – это количество времени, необходимое для создания полного волнового цикла. Каждая вибрация от источника звука производит звук величиной с волну. Каждый полный волновой цикл начинается с впадины и заканчивается в начале следующей впадины. Наконец, скорость звуковой волны показывает, насколько быстро волна движется, и выражается в метрах в секунду.

      Схема звуковой волны. Волновой цикл возникает между двумя впадинами.

      Единицы звука

      Когда мы измеряем звук, нам доступны четыре различных единицы измерения. Первая единица называется децибелом (дБ). Децибел – это логарифмическое отношение звукового давления к эталонному давлению. Следующей наиболее часто используемой единицей измерения является герц (Гц). Герцы – это мера звуковой частоты. Герцы и децибелы широко используются для описания и измерения звуков, но также используются фон и звуковой сигнал.Сон – это воспринимаемая громкость звука, а фон – это единица громкости для чистых тонов. Кроме того, фон относится к субъективной громкости, а звук – к воспринимаемой громкости.

      Пояснения к графам звуковых волн

      Звуковые волны можно описать графически смещением или плотностью. Графики смещения-времени показывают, насколько далеко частицы находятся от своих исходных мест, и показывают, в каком направлении они двигались. Частицы, которые появляются на нулевой линии на графике смещения частиц, вообще не двигались из своего нормального положения.Эти, казалось бы, неподвижные частицы испытывают большее сжатие и разрежение, чем другие частицы. Поскольку давление и плотность взаимосвязаны, график зависимости давления от времени будет отображать ту же информацию, что и график зависимости плотности от времени. Эти графики показывают, где частицы сжаты, а где сильно расширены. В отличие от графиков смещения, частицы вдоль нулевой линии на графике плотности никогда не сжимаются и не растягиваются. Напротив, это частицы, которые больше всего движутся вперед и назад.

      Звуковое давление

      Звуковое давление описывает отклонение местного давления от атмосферного давления окружающей среды при распространении звуковой волны. Важно понимать, что звуковое давление и давление воздуха – разные понятия. В целом, на скорость звука не влияет давление воздуха. Когда звуковые волны проходят от источника звука через воздух, они изменяют давление, испытываемое соседними частицами воздуха.

      Уровень звука

      Уровень звука – это сравнение давления звуковой волны относительно контрольной точки.Уровень звука измеряется в децибелах, причем более высокие децибелы соответствуют более высоким уровням звука. Некоторые звуковые инструменты измеряют уровень звука в дБн, который представляет собой отношение мощности (децибел) сигнала к его несущему сигналу. Другие звуковые инструменты измеряют относительную громкость звуков, воспринимаемых человеческим ухом, с помощью децибел, взвешенных по шкале А, известной как дБа. Когда используется дБа, звуки на низких частотах уменьшаются в децибелах по сравнению с невзвешенными децибелами.

      Уровень звука – это сравнение давления звуковой волны относительно контрольной точки.Измеритель дБн измеряет высокие и низкие частоты, а измеритель дБа измеряет частоты среднего уровня.

      Интенсивность звука

      Интенсивность звука – это мощность звуковой волны на единицу площади. Чем интенсивнее звук, тем больше будут колебания амплитуды. По мере увеличения интенсивности звука давление, оказываемое звуковыми волнами на близлежащие объекты, также увеличивается. Децибелы используются для измерения отношения заданной интенсивности (I) к порогу интенсивности слышимости, которая обычно имеет значение 1000 Гц для человеческого уха.

      Интенсивность звука – это мощность звуковой волны на единицу площади. Чем интенсивнее звук, тем больше будут колебания амплитуды. По мере увеличения интенсивности звука давление, оказываемое звуковыми волнами на близлежащие объекты, также увеличивается.

      Интенсивность звука в воздушном столбе

      Воздушный столб – это большая полая труба, открытая с одной стороны и закрытая с другой. Условия, создаваемые воздушным столбом, особенно полезны для исследования звуковых характеристик, таких как интенсивность и резонанс.Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть, как воздушные колонны можно использовать для исследования узлов, пучностей узлов и резонанса.

      Частота страха | Наука

      Вы когда-нибудь задумывались, как звучит призрак? Возможно, инженер Вик Тэнди уже знает. В начале 1980-х Тэнди работала в лаборатории по разработке медицинского оборудования. Среди сотрудников начали распространяться слухи о том, что в лабораториях могут быть привидения, что Тэнди объяснила постоянным хрипом машин жизнеобеспечения, работающих в здании.

      Однажды вечером он работал самостоятельно в лаборатории, когда он почувствовал явный дискомфорт, покрылся холодным потом, когда волосы на затылке встали дыбом. Он был уверен, что за ним наблюдают. Затем краем глаза Тэнди заметил зловещую серую фигуру, медленно появляющуюся в поле зрения, но когда он повернулся к ней лицом, она исчезла. В ужасе он пошел прямо домой.

      На следующий день Тэнди, увлеченный фехтовальщик, заметила, что лезвие из рапиры, зажатое в тисках, очень быстро колеблется вверх и вниз.Он обнаружил, что вибрации были вызваны стоячей звуковой волной, которая отражалась между торцевыми стенами лаборатории и достигала пика интенсивности в центре комнаты. Он подсчитал, что частота стоячей волны составляет около 19 Гц (циклов в секунду), и вскоре обнаружил, что она создается недавно установленным вытяжным вентилятором. При выключении вентилятора звуковая волна исчезла.

      Ключевым моментом здесь является частота: 19 Гц находится в диапазоне, известном как инфразвук, ниже диапазона человеческого слуха, который начинается с 20 Гц.Тэнди узнал, что низкие частоты в этой области могут влиять на людей и животных по-разному, вызывая дискомфорт, головокружение, помутнение зрения (из-за вибрации глазных яблок), гипервентиляцию и страх, что может приводить к паническим атакам.

      Более недавнее расследование было проведено в подвале паба 14-го века в Ковентри, где люди рассказывали об ужасных событиях, происходивших в течение многих лет, в том числе видели призрачную серую даму.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *