بندقية قوية بالموجات فوق الصوتية افعل ذلك بنفسك. أجهزة المعاوقة عالية الموجة للفيزياء الطبية من ياغما

بندقية تعمل بالموجات فوق الصوتية الحديثة "IGLA-M"

احصل على جهاز ltrasound هي موجات مرنة عالية التردد. عادة ، يعتبر النطاق فوق الصوتي هو نطاق التردد من 20000 إلى عدة مليارات هيرتز. الآن تستخدم الموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في مختلف الأساليب الفيزيائية والتكنولوجية. حقيقة أن الموجات فوق الصوتية تؤثر بنشاط على الأشياء البيولوجية (على سبيل المثال ، تقتل البكتيريا) معروفة منذ أكثر من 70 عامًا. تُستخدم المعدات الإلكترونية المزودة بشعاع مسح بالموجات فوق الصوتية في جراحة الأعصاب لتعطيل مناطق معينة من الدماغ باستخدام شعاع قوي عالي التردد ومركّز. تسبب الاهتزازات عالية التردد تسخين الأنسجة الداخلية.

حتى الآن ، هناك مناقشات حول التأثير المادي للاهتزازات فوق الصوتية على الخلية وحتى حول الاضطراب المحتمل لهياكل الحمض النووي. علاوة على ذلك ، هناك أدلة على أنه على المستوى الجزئي - ليس على مستوى بنية الجسم ، ولكن على مستوى أكثر دقة ، تبين أن التعرض بالموجات فوق الصوتية ضار.

يمكن الحصول على الموجات فوق الصوتية من مصادر ميكانيكية وكهرومغناطيسية وحرارية. عادة ما تكون البواعث الميكانيكية جميع أنواع صفارات الإنذار المتقطعة. تنبعث منها اهتزازات في الهواء بقوة تصل إلى عدة كيلووات بترددات تصل إلى 40 كيلو هرتز. عادة ما يتم تحفيز الموجات فوق الصوتية في السوائل والمواد الصلبة بواسطة محولات الطاقة الكهروضوئية ، والمغناطيسية ، والكهربائية الانضغاطية.

لطالما كانت الصناعة تصنع الأجهزة لـتأثيرات الموجات فوق الصوتية على الحيوانات ، على سبيل المثال:

ميعاد

مبيد الحشرات المصغر للكلاب هو جهاز إلكتروني يمكن ارتداؤه (يتم تجميعه في مبيت مصباح يدوي صغير) يصدر اهتزازات فوق صوتية مسموعة للكلاب ولا يراها البشر.

مبدأ التشغيل

الجهاز مصمم للحماية من هجوم الكلاب: الأشعة فوق الصوتية من قوة معينة عادة ما توقف الكلب المضبوط بقوة على مسافة 3-5 أمتار أو يتسبب في فراره. يتحقق التأثير الأكبر عند التعرض للكلاب الضالة العدوانية.

تحديد

• جهد الإمداد (1 بطارية نوع 6F22 (KRONA)) ، V 9
• تيار الاستهلاك ، ليس أكثر ، 0.15
• الوزن بالبطاريات لا يزيد ز 90

كما يمكنك أن تتخيل ، هذه لعبة ضعيفة ، لكننا سنجعل الجهاز أكثر قوة! استمرارًا للتجارب باستخدام الموجات فوق الصوتية () ، تم إجراء عدد من التحسينات والتحسينات المثيرة للاهتمام. وهكذا ، تم إنتاج طريقة ثورية للتعرض (سلبية بشكل طبيعي) على كائن حي مكون من اثنين من الموجات فوق الصوتيةبواعث مع اختلاف تردد عدة هرتز. أي تردد أحد البواعث ، على سبيل المثال ، 20000 هرتز ، والآخر 20010 هرتز. نتيجة لذلك ، فيالأشعة فوق الصوتية المتراكبة infRazvukovoe ، مما يعزز إلى حد كبير التأثير المدمر!

الدائرة قياسية ، مولد على CD4069 + مكبر للصوت على ثلاثة ترانزستورات N-P-N. مصدر طاقة لا يقل عن 12 فولت ، بتيار يصل إلى 1 أ.

لتعزيز تأثير الاتجاه ، نستخدم رنانات الصوت الأسطوانية. سيتم لعب دورهم بواسطة أنبوب عادي مطلي بالنيكل من مكنسة كهربائية.فقط لا تفسد المكنسة الكهربائية ، الأنبوب يباع بشكل منفصل في البازار أو في متجر قطع الغيار.

لقد قمنا بقص قطعتين بطول محدد تجريبيًا (حوالي بضعة سنتيمترات) ، وقمنا بإرفاقهما برؤوس HF من النوع 5GDV-4 أو أي نوع آخر. يمكنك شراء فوهة مزدوجة لأنبوب عادم السيارة ، ويكون التثبيت أكثر ملاءمة ، وسيكون التأثير أفضل.

نقوم بإدخال مكبرات الصوت عالية التردد بالداخل ، وفي الخلف نقوم بتركيب اللوحة بالبطارية.

عند العودة من العمل ليلًا أو التجول في الأزقة المظلمة ، هناك خطر التعرض لهجوم من قبل الكلاب الضالة ، التي تهدد لدغاتها أحيانًا الحياة ، إذا لم تذهب إلى الطبيب في الوقت المناسب. في هذه الحالات ، ابتكر العقل البشري الذكي مبيد الحشرات فوق الصوتي.

المواد الطاردة للصناعة لها مخطط معقد نوعًا ما وهي مصنوعة من مكونات نادرة نوعًا ما.

في هذه المقالة سننظر في نوع مختلف من مبيد الحشرات باستخدام سلسلة المؤقت 555 الشهيرة. يمكن أن يعمل الموقت ، كما تعلم ، كمولد للنبضات المستطيلة ، وهذا هو الاتصال المستخدم في الدائرة.

يعمل المولد بتردد 20-22 كيلو هرتز ، كما تعلم ، "تتواصل" العديد من الحيوانات في نطاق الموجات فوق الصوتية. أظهرت التجارب أن الترددات من 20 إلى 25 كيلو هرتز تسبب خوفًا اصطناعيًا لدى الكلاب ، وذلك بفضل منظم الضبط ، يمكن ضبط المولد على تردد 17-27 كيلو هرتز.

تحتوي الدائرة نفسها على 6 مكونات فقط ولن تسبب أي صعوبات. يُنصح باستخدام منظم متعدد الدورات لضبط أكثر دقة للتردد المطلوب.
يمكن الحصول على باعث بيزو من آلة حاسبة أو أي ألعاب موسيقية أخرى ، كما يمكنك استخدام أي رؤوس HF بقوة تصل إلى 5 وات ، ببساطة لم يعد هناك فائدة.

يعمل الجهاز بشكل فعال على مسافة 3-5 أمتار ، حيث لا يوجد مضخم طاقة إضافي في الدائرة.

كمصدر للطاقة ، من الملائم استخدام تاج أو أي مصدر آخر بجهد من 6 إلى 12 فولت.

قائمة العناصر المشعة

تعيين	نوع من	فئة	كمية	ملحوظة	محل	دفتر ملاحظاتي
	توقيت ومذبذب قابل للبرمجة	NE555	1			في المفكرة
R1	المقاوم	2.2 كيلو أوم	1			في المفكرة
R2	المقاوم	1 كيلو أوم	1			في المفكرة
R3	مقاومة متغيرة	4.7 كيلو أوم	1			في المفكرة
C1	مكثف كهربائيا	10 درجة فهرنهايت	1			في المفكرة
C2	مكثف	10 نف	1			في المفكرة
	باعث بيزو		1

باعث صدمة بالموجات فوق الصوتية

مشغل إنذار نشط

هذا الجهاز مخصص للاختبار التوضيحي في بيئة معملية فقط. الشركة غير مسؤولة عن أي استخدام لهذا الجهاز.

يتم تحقيق تأثير رادع محدود من خلال التعرض لإشعاع فوق صوتي قوي. عند الشدة القوية ، يكون للذبذبات فوق الصوتية تأثير مزعج للغاية ومزعج ومؤلم على معظم الناس ، مما يسبب صداعًا شديدًا وتوهانًا وآلامًا داخل الجمجمة وجنون العظمة والغثيان وعسر الهضم والشعور بعدم الراحة التام.

مولد التردد فوق الصوتي مصنوع على D2. يولد الهزاز المتعدد D1 إشارة مثلثة تتحكم في اكتساح تردد D2. تردد التشكيل 6-9 هرتز يقع في منطقة الرنين للأعضاء الداخلية.

D1 ، D2 - KR1006VI1 ؛ VD1 ، VD2 - 209 دينار كويتي ؛ VT1 - KT3107 ؛ VT2 - KT827 ؛ VT3 - KT805 ؛ R12 - 10 أوم ؛

يتكون T1 على حلقة من الفريت М1500НМЗ 28x16x9 ، اللفات n1 ، n2 تحتوي كل منها على 50 لفة D 0.5.

تعطيل الباعث افصل المقاوم R10 من مكثف C1 ؛ مع المقاوم الانتهازي R9 مضبوط على دبوس. 3 تردد D2 17-20 كيلوهرتز. ضبط المقاوم R8 تردد التعديل المطلوب (دبوس. 3 D1). يمكن تقليل تردد التعديل إلى 1 هرتز عن طريق زيادة سعة المكثف C4 إلى 10 μF ؛ قم بتوصيل R10 بـ C1 ؛ قم بتوصيل الباعث. يتم تثبيت الترانزستور VT2 (VT3) على مشعاع قوي.

بصفتك باعثًا ، من الأفضل استخدام رأس ديناميكي بيزوسيراميكي متخصص للإنتاج المستورد أو المحلي ، والذي يوفر مستوى شدة صوت يبلغ 110 ديسيبل بجهد إمداد اسمي يبلغ 12 فولت: يمكنك استخدام عدة رؤوس ديناميكية عالية التردد (مكبرات الصوت) ) BA1 ... BAN متصل بالتوازي. لاختيار رأس ، بناءً على كثافة الموجات فوق الصوتية المطلوبة ومسافة العمل ، يتم اقتراح التقنية التالية.

يجب ألا يتجاوز متوسط ​​الطاقة الكهربائية المقدمة إلى السماعة Рср = Е2 / 2R ، W ، الحد الأقصى للطاقة (جواز السفر) للرأس Рmax ، W ؛ E - سعة الإشارة عند الرأس (تعرج) ، V ؛ R هي المقاومة الكهربائية للرأس ، أوم. في هذه الحالة ، الطاقة الكهربائية الموردة بشكل فعال لإشعاع التوافقي الأول هي Р1 = 0.4 Рav ، W ؛ ضغط الصوت Psv1 = SdP11 / 2 / d ، Pa ؛ د هي المسافة من مركز الرأس ، م ؛ SD = S0. 10 (LSd / 20) باسكال دبليو -1 / 2 ؛ LSd - مستوى الحساسية المميزة للرأس (قيمة جواز السفر) ، ديسيبل ؛ S0 = 2. 10-5 باسكال دبليو -1 / 2. نتيجة لذلك ، شدة الصوت I = Npsv12 / 2sv، W / m2 ؛ N هو عدد الرؤوس المتوازية ، s = 1.293 كجم / م 3 كثافة الهواء ؛ v = 331 m / s - سرعة الصوت في الهواء. مستوى شدة الصوت L1 = 10 سجل (I / I0) ، ديسيبل ، I0 = 10-12 أنا م / م 2.

يعتبر مستوى عتبة الألم مساوياً لـ 120 ديسيبل ، يحدث تمزق في الغشاء الطبلي عند مستوى شدة 150 ديسيبل ، وتدمير الأذن عند 160 ديسيبل (180 ديسيبل حروق من خلال الورق). المنتجات الأجنبية المماثلة تنبعث منها الموجات فوق الصوتية بمستوى 105-130 ديسيبل على مسافة 1 متر.

عند استخدام المحركات الديناميكية ، قد يكون من الضروري زيادة جهد الإمداد للحصول على مستوى الشدة المطلوب. مع خافض حرارة مناسب (إبرة بمساحة إجمالية تبلغ 2 dm2) ، يسمح الترانزستور KT827 (علبة معدنية) بالاتصال المتوازي لثمانية رؤوس ديناميكية بمقاومة ملف تبلغ 8 0 م لكل منها. 3GDV-1 ؛ 6GDV-4 ؛ 10GI-1-8.

يتسامح الأشخاص المختلفون مع الموجات فوق الصوتية بطرق مختلفة. الشباب هم الأكثر حساسية للموجات فوق الصوتية. إنها مسألة ذوق إذا اخترت إشعاع صوتي قوي بدلاً من الموجات فوق الصوتية. للقيام بذلك ، من الضروري زيادة قدرة C2 عشرة أضعاف. إذا رغبت في ذلك ، يمكنك إيقاف تشغيل تعديل التردد بفصل R10 عن C1.

مع زيادة التردد ، تزداد بشكل حاد كفاءة الإشعاع لبعض أنواع بواعث الكهرباء الانضغاطية الحديثة. مع التشغيل المستمر لأكثر من 10 دقائق ، من الممكن حدوث ارتفاع في درجة حرارة البلورة الكهروضغطية وتدميرها. لذلك ، يوصى باختيار جهد إمداد أقل من الجهد الاسمي. يتم تحقيق المستوى المطلوب من شدة الصوت من خلال تشغيل عدة بواعث.

بواعث الموجات فوق الصوتية لها نمط اتجاهية ضيق. عند استخدام مشغل لحماية الغرف الكبيرة ، يتم توجيه الباعث في اتجاه الاقتحام المزعوم.

مأخوذ من http://patlah.ru/etm/etm-11/e-shokeri/e-shokeri/e-shok-09.html

"موسوعة التقنيات والتقنيات" باتلاخ ف. 1993-2007

كلية الطب

الدورة 1

1 فصل دراسي

تيار واحد

المحاضرة رقم 5

"الموجات فوق الصوتية"

بقلم: بابينكو إن.

2010 ص.

الموجات فوق الصوتية واستلامها. بواعث الموجات فوق الصوتية.

الموجات فوق الصوتية هي اهتزازات ميكانيكية بتردد يزيد عن 20000 هرتز ، تنتشر في وسط مرن على شكل موجات طولية. مصادر الموجات فوق الصوتية هي:

1. طبيعي:

2. اصطناعي:

محولات الصوت الميكانيكية.

محولات كهروضوئية (كهرضغطية ، تقبض مغناطيسي).

المصادر الطبيعية للموجات فوق الصوتية هي مصادر لم يتم إنشاؤها بواسطة أيدي بشرية وموجودة بشكل مستقل في الطبيعة.

الينابيع الحية: الجنادب والصراصير والأسماك والخفافيش والدلافين. مصادر غير حية: الرياح ، الانهيارات الأرضية في الجبال ، الزلازل.

تسمى المصادر الاصطناعية للموجات فوق الصوتية بالمحولات الصوتية لأنها تحول الطاقة الميكانيكية أو الكهربائية إلى طاقة الاهتزازات فوق الصوتية.

المحولات الصوتية الميكانيكية هي محولات طاقة تحدث فيها اهتزازات فوق صوتية عندما ينقطع تدفق سائل أو غاز. أمثلة: صافرة غالتون ، صفارات الإنذار بالموجات فوق الصوتية.

المحولات الكهروضوئية هي محولات طاقة تحدث فيها اهتزازات فوق صوتية عندما تعمل بعض المواد عن طريق تبديل المجالات الكهربائية أو المغناطيسية.

محولات الطاقة الكهربائية الانضغاطية (الضغط - الضغط) هي محولات تستخدم ظاهرة التأثير الكهروإجهادي العكسي للحصول على الموجات فوق الصوتية.

يمكن أن يكون تأثير بيزو مباشرًا وعكسيًا.

يتمثل التأثير الكهربي الانضغاطي المباشر في ظهور شحنات على سطح بعض البلورات (كهربية الضغط) تحت تأثير الضغط الميكانيكي (الضغط ، الشد ، الانحناء). رسم بياني 1.

بتأثير كهرضغطية مباشر:

كمية الشحنة على السطح تتناسب مع الضغط الميكانيكي المطبق ؛

يتم تحديد علامة الشحنة حسب اتجاه الحركة الميكانيكية.

لا تأثير ضغط التوتر

التأثير الكهروإجهادي العكسي هو ظاهرة التغير في حجم (تشوه) العازل عند وضعه في مجال كهربائي متناوب.

تسمى المواد ذات الخصائص الكهرضغطية الواضحة بالكهرباء الانضغاطية أو الكهروإجهادية: ملح روشيل ، تيتانات الباريوم ، الكوارتز.

محولات التقبُّض المغناطيسي هي محولات طاقة تستخدم ظاهرة التضيق المغناطيسي لتوليد الموجات فوق الصوتية. الانقباض المغناطيسي هو ظاهرة التغير في شكل (حجم) بعض المواد المغناطيسية تحت تأثير المجال المغناطيسي المتناوب.

تشمل هذه المواد:

النيكل وسبائكه.

الكوبالت وسبائكه ؛

الفريت عبارة عن مركبات خزفية تعتمد على أكاسيد الحديد والنيكل والزنك.

يتم وضع مادة على شكل قضيب داخل الملف. عندما يتم توصيل الملف بمصدر للجهد الكهربائي المتناوب للتردد فوق الصوتي ، يعمل التيار الكهربائي على القضيب بمكونه المغناطيسي ويسبب تشوهه (استطالة) عند التردد الحالي. الصورة 2

قبل أيام قليلة تلقيت طلبًا آخر. أراد المشتري أن يأمر بمدفع قوي يعمل بالموجات فوق الصوتية لمكافحة الشباب المخمور ، الذين يبدأ النهار بالنسبة لهم في الليل عندما ينام جميع الناس العاديين. دون التفكير مرتين ، اخترت مخططًا مثبتًا لباعث قوي بالموجات فوق الصوتية. البندقية نفسها مبنية على دائرة كهربائية منطقية واحدة فقط.

حرفيا أي دائرة كهربائية متشابهة تحتوي على 6 محولات منطقية ستفي بالغرض. في حالتنا ، تم استخدام دائرة صغيرة CD4049 (HEF4049) ، والتي يمكن استبدالها بنجاح بدائرة محلية - K561LN2 ، ما عليك سوى الانتباه إلى pinout ، لأن K561LN2 يختلف عن الدائرة المستخدمة في بعض الاستنتاجات.

نظرًا لأن الدائرة بسيطة جدًا ، يمكن تنفيذها على لوح تجارب أو بطريقة مفصلية. يتم تجميع مكبر الصوت على أزواج تكميلية من KT816 / 817 ، نظرًا لاستخدام هذه المفاتيح ، فإن قوة سلاحنا هي 10-12 واط.

كباعث ، من المستحسن استخدام رؤوس عالية التردد من النوع 10 GDV أو استيراد ؛ لا ينصح باستخدام باعث بيزو.

الحالة - من محول إلكتروني صيني 10-50 واط ، كان لا بد من إعادة بنائه ، لأن اللوحة لم تكن مناسبة.

مكثف 1.5nF مسؤول عن التردد (الذي تم استبداله بعد ذلك بـ 3.9 nF ، لأنه مع المكثف المشار إليه في الدائرة ، يكون الحد الأدنى للتردد هو 20 كيلو هرتز بالضبط ، ومع مثل هذا الاستبدال ، يمكن تعديل التردد في غضون 10-30 كيلو هرتز ) ومقاوم متغير (نتيجة لذلك ، يتم الإعداد عن طريق تدوير هذا المقاوم).

يمكن استبدال المقاومات القاعدية بمقاومات 2.2 كيلو أوم ، وهي أكثر شيوعًا من المقاومات الموضحة في الرسم التخطيطي. يتم تشغيل هذا الباعث بواسطة مصدر طاقة ثابت 5 فولت مع تيار 1 أمبير (نطاق جهد التغذية من 3.7-9 فولت).