Pistolet à ultrasons puissant à faire soi-même. Yagma Medical Physics Dispositifs à haute impédance d'onde

PISTOLET ULTRASONIQUE MODERNISE "IGLA-M"

Avoir une échographie sont des ondes élastiques de haute fréquence. Habituellement, la gamme des ultrasons est considérée comme la gamme de fréquences de 20 000 à plusieurs milliards de hertz. Aujourd'hui, les ultrasons sont largement utilisés dans diverses méthodes physiques et technologiques. Le fait que les ultrasons affectent activement les objets biologiques (par exemple, tuent les bactéries) est connu depuis plus de 70 ans. Un équipement électronique avec un faisceau d'ultrasons à balayage est utilisé en neurochirurgie pour inactiver certaines zones du cerveau avec un puissant faisceau focalisé à haute fréquence. Les vibrations à haute fréquence provoquent un échauffement interne des tissus.

Jusqu'à présent, il y a des discussions sur l'effet physique des vibrations ultrasonores sur la cellule et même sur la perturbation possible des structures de l'ADN. De plus, il existe des preuves qu'au niveau micro - pas au niveau de la structure du corps, mais à un niveau plus subtil, l'exposition aux ultrasons s'avère nocive.

Les ultrasons peuvent être obtenus à partir de sources mécaniques, électromagnétiques et thermiques. Les émetteurs mécaniques sont généralement toutes sortes de sirènes intermittentes. Ils émettent des vibrations dans l'air avec une puissance allant jusqu'à plusieurs kilowatts à des fréquences allant jusqu'à 40 kHz. Les ondes ultrasonores dans les liquides et les solides sont généralement excitées par des transducteurs électroacoustiques, magnétostrictifs et piézoélectriques.

L'industrie fabrique depuis longtemps des dispositifs poureffets des ultrasons sur les animaux, par exemple :

Rendez-vous

Un répulsif pour chien miniature est un appareil électronique portable (assemblé dans un boîtier de mini-lampe de poche) qui émet des vibrations ultrasonores qui sont audibles par les chiens et non perçues par les humains.

Principe de fonctionnement

L'appareil est conçu pour protéger contre les attaques des chiens : un rayonnement ultrasonore d'une certaine puissance arrête généralement un chien à l'écoute agressive à une distance de 3 à 5 mètres ou le fait fuir. Le plus grand effet est obtenu lorsqu'il est exposé à des chiens errants agressifs.

Caractéristiques

• Tension d'alimentation (1 pile type 6F22 (KRONA)), V 9
• Courant de consommation, pas plus, A 0,15
• Poids avec piles, pas plus, g 90

Comme vous pouvez l'imaginer, c'est un jouet faible, mais nous allons rendre l'appareil beaucoup plus puissant ! Poursuivant les expériences avec les ultrasons (), un certain nombre d'améliorations et d'améliorations intéressantes ont été apportées. Ainsi, une méthode révolutionnaire d'exposition (naturellement négative) a été réalisée sur un organisme vivant de deux ultrasonsémetteurs avec une fréquence de différence de plusieurs hertz. C'est-à-dire la fréquence d'un émetteur, par exemple, 20 000 Hz, et l'autre, 20010 Hz. En conséquence, surrayonnement ultrasonore superposé infRazvukovoe, qui améliore considérablement l'effet destructeur!

Le circuit est standard, un générateur sur CD4069 + un amplificateur sur trois transistors N-P-N. Alimentation d'au moins 12 V, à courant jusqu'à 1 A.

Pour améliorer l'effet directionnel, nous utilisons des résonateurs sonores cylindriques. Leur rôle sera joué par un tube nickelé ordinaire d'un aspirateur.Ne gâchez tout simplement pas l'aspirateur, le tube est vendu séparément au bazar ou dans le magasin de pièces détachées.

Nous avons coupé deux morceaux à une longueur déterminée expérimentalement (environ quelques centimètres) et les avons attachés à des têtes HF de type 5GDV-4 ou autres. Vous pouvez acheter une double buse pour un tuyau d'échappement de voiture, l'installation est beaucoup plus pratique et l'effet sera encore meilleur.

Nous insérons les haut-parleurs haute fréquence à l'intérieur et à l'arrière nous montons la carte avec la batterie.

En rentrant du travail la nuit ou en déambulant dans des ruelles sombres, il existe un risque d'être attaqué par des chiens errants, dont les morsures mettent parfois la vie en danger, si vous ne consultez pas un médecin à temps. C'est pour ces cas que des cerveaux humains intelligents ont mis au point un répulsif à ultrasons.

Les répulsifs industriels ont un schéma assez complexe et sont fabriqués à partir de composants plutôt rares.

Dans cet article, nous examinerons une variante d'un tel répulsif utilisant la célèbre série de minuteries 555. La minuterie, comme vous le savez, peut fonctionner comme un générateur d'impulsions rectangulaires, c'est cette connexion qui est utilisée dans le circuit.

Le générateur fonctionne à une fréquence de 20-22 kHz, comme vous le savez, de nombreux animaux "communiquent" dans la gamme des ultrasons. Des expériences ont montré que les fréquences de 20-25 kHz provoquent une peur artificielle chez les chiens, grâce au régulateur de réglage, le générateur peut être réglé sur une fréquence de 17-27 kHz.

Le circuit lui-même ne contient que 6 composants et ne causera aucune difficulté. Il est conseillé d'utiliser un régulateur multitours pour un réglage plus précis de la fréquence souhaitée.
L'émetteur piézo peut être tiré d'une calculatrice ou de tout autre jouet musical, vous pouvez également utiliser n'importe quelle tête HF d'une puissance allant jusqu'à 5 watts, cela ne sert plus à rien.

L'appareil fonctionne efficacement à une distance de 3 à 5 mètres, car il n'y a pas d'amplificateur de puissance supplémentaire dans le circuit.

Comme source d'alimentation, il est pratique d'utiliser une couronne, ou toute autre source avec une tension de 6 à 12 volts.

Liste des radioéléments

La désignation	Un type	Dénomination	Quantité	Noter	But	Mon cahier
	Minuterie et oscillateur programmables	NE555	1			Dans le bloc-notes
R1	Résistance	2,2 kOhms	1			Dans le bloc-notes
R2	Résistance	1 kΩ	1			Dans le bloc-notes
R3	Resistance variable	4,7 kOhms	1			Dans le bloc-notes
C1	Condensateur électrolytique	10 F	1			Dans le bloc-notes
C2	Condensateur	10 nF	1			Dans le bloc-notes
	Emetteur piézo		1

Émetteur de choc à ultrasons

Actionneur d'alarme actif

Cet appareil est destiné à des tests de démonstration dans un environnement de laboratoire uniquement. La société n'est pas responsable de l'utilisation de cet appareil.

Un effet dissuasif limité est obtenu par l'exposition à un puissant rayonnement ultrasonore. À de fortes intensités, les vibrations ultrasonores ont un effet extrêmement désagréable, irritant et douloureux sur la plupart des gens, provoquant de graves maux de tête, une désorientation, des douleurs intracrâniennes, de la paranoïa, des nausées, une indigestion et une sensation d'inconfort complet.

Le générateur de fréquence ultrasonore est réalisé sur D2. Le multivibrateur D1 génère un signal triangulaire qui contrôle le balayage de la fréquence D2. La fréquence de modulation 6-9 Hz se situe dans le domaine des résonances des organes internes.

D1, D2 - KR1006VI1 ; VD1, VD2 - KD209 ; VT1 - KT3107 ; VT2 - KT827 ; VT3 - KT805 ; R12 - 10 ohms ;

T1 est réalisé sur un anneau de ferrite М1500НМЗ 28x16x9, les enroulements n1, n2 contiennent chacun 50 tours D 0.5.

Désactivez l'émetteur ; déconnecter la résistance R10 du condensateur C1 ; avec une résistance de réglage R9 réglée sur la broche. 3 Fréquence D2 17-20 kHz. La résistance R8 règle la fréquence de modulation requise (broche 3 D1). La fréquence de modulation peut être réduite à 1 Hz en augmentant la capacité du condensateur C4 à 10 µF ; Connectez R10 à C1 ; Connectez l'émetteur. Le transistor VT2 (VT3) est installé sur un radiateur puissant.

En tant qu'émetteur, il est préférable d'utiliser une tête piézocéramique spécialisée BA de production importée ou nationale, qui fournit un niveau d'intensité sonore de 110 dB à une tension d'alimentation nominale de 12 V : Vous pouvez utiliser plusieurs têtes dynamiques haute fréquence puissantes (enceintes ) BA1 ... BAN, connecté en parallèle. Pour sélectionner une tête, en fonction de l'intensité ultrasonore requise et de la distance d'action, la technique suivante est proposée.

La puissance électrique moyenne fournie au haut-parleur Рср = Е2 / 2R, W, ne doit pas dépasser la puissance maximale (passeport) de la tête Рmax, W; E - amplitude du signal en tête (méandre), V; R est la résistance électrique de la tête, Ohm. Dans ce cas, la puissance électrique effectivement fournie au rayonnement du premier harmonique est Р1 = 0,4 av, W ; pression acoustique Psv1 = SdP11 / 2 / d, Pa; d est la distance du centre de la tête, m; Sd = S0. 10 (LSd / 20) Pa W-1/2 ; LSd - niveau de sensibilité caractéristique de la tête (valeur de passeport), dB; S0 = 2. 10-5 Pa W-1/2. En conséquence, l'intensité sonore I = Npsv12/2sv, W/m2 ; N est le nombre de têtes connectées en parallèle, s = 1,293 kg / m3 est la densité de l'air ; v = 331 m/s est la vitesse du son dans l'air. Niveau d'intensité sonore L1 = 10 log (I / I0), dB, I0 = 10-12 I m / m2.

Le niveau de seuil de douleur est considéré égal à 120 dB, la rupture de la membrane tympanique se produit à un niveau d'intensité de 150 dB, la destruction de l'oreille à 160 dB (180 dB brûle à travers le papier). Des produits étrangers similaires émettent des ultrasons avec un niveau de 105-130 dB à une distance de 1 m.

Lors de l'utilisation de drivers dynamiques, il peut être nécessaire d'augmenter la tension d'alimentation pour obtenir le niveau d'intensité requis. Doté d'un dissipateur approprié (aiguille d'une surface globale de 2 dm2), le transistor KT827 (boîtier métallique) permet la connexion en parallèle de huit têtes dynamiques avec une résistance de bobine de 8 0m chacune. 3GDV-1 ; 6GDV-4 ; 10GI-1-8.

Différentes personnes tolèrent les ultrasons de différentes manières. Les jeunes sont les plus sensibles aux ultrasons. C'est une question de goût si vous choisissez un rayonnement sonore puissant au lieu des ultrasons. Pour ce faire, il est nécessaire de décupler la capacité de C2. Si vous le souhaitez, vous pouvez désactiver la modulation de fréquence en déconnectant R10 de C1.

Avec l'augmentation de la fréquence, l'efficacité de rayonnement de certains types d'émetteurs piézoélectriques modernes augmente fortement. Avec un fonctionnement continu pendant plus de 10 minutes, une surchauffe et une destruction du cristal piézoélectrique sont possibles. Par conséquent, il est recommandé de choisir une tension d'alimentation inférieure à la tension nominale. Le niveau d'intensité sonore requis est atteint en allumant plusieurs émetteurs.

Les émetteurs à ultrasons ont un diagramme de directivité étroit. Lors de l'utilisation d'un actionneur pour la protection de grandes pièces, l'émetteur est orienté dans la direction de l'intrusion présumée.

Pris à partir de http://patlah.ru/etm/etm-11/e-shokeri/e-shokeri/e-shok-09.html

"Encyclopédie des technologies et des techniques" Patlakh V.V. 1993-2007

Faculté de médecine

1 cours

1 semestre

1 flux

Conférence numéro 5

"Ultrason"

Compilé par : Babenko N.I.

2010 r.

L'échographie et sa réception. Émetteurs d'ultrasons.

Les ultrasons sont des vibrations mécaniques d'une fréquence supérieure à 20 000 Hz, qui se propagent dans les milieux élastiques sous forme d'ondes longitudinales. Les sources d'échographie sont :

1. Naturel :

2. Artificiel :

transducteurs acousto-mécaniques;

transducteurs électroacoustiques (piézoélectriques, magnétostrictifs).

Les sources naturelles d'ultrasons sont des sources non créées par des mains humaines et existant indépendamment dans la nature.

Sources vivantes : sauterelles, grillons, poissons, chauves-souris, dauphins. Sources inanimées : vent, glissements de terrain en montagne, tremblements de terre.

Les sources artificielles d'ultrasons sont appelées transducteurs acoustiques car elles convertissent l'énergie mécanique ou électrique en énergie de vibrations ultrasonores.

Les transducteurs acoustiques-mécaniques sont des transducteurs dans lesquels des vibrations ultrasonores se produisent lorsque l'écoulement d'un liquide ou d'un gaz est interrompu. Exemples : sifflet Galton, sirène à ultrasons.

Les transducteurs électroacoustiques sont des transducteurs dans lesquels des vibrations ultrasonores se produisent lorsque certaines substances sont sollicitées par des champs électriques ou magnétiques alternatifs.

Les transducteurs piézoélectriques (piezo - pression) sont des transducteurs qui utilisent le phénomène de l'effet piézoélectrique inverse pour obtenir des ultrasons.

L'effet piézo peut être direct et inverse.

L'effet piézoélectrique direct consiste en l'apparition de charges à la surface de certains cristaux (piezodiélectriques) sous l'action de contraintes mécaniques (compression, tension, flexion). Fig. 1.

Avec effet piézoélectrique direct :

la quantité de charge sur la surface est proportionnelle à la contrainte mécanique appliquée ;

le signe de la charge est déterminé par la direction de l'action mécanique.

pas de tension de compression d'impact

L'effet piézoélectrique inverse est le phénomène de changement de taille (déformation) d'un diélectrique lorsqu'il est placé dans un champ électrique alternatif.

Les substances aux propriétés piézoélectriques prononcées sont appelées piézoélectriques ou piézodiélectriques : sel de Rochelle, titanate de baryum, quartz.

Les transducteurs magnétostrictifs sont des transducteurs qui utilisent le phénomène de magnétostriction pour générer des ultrasons. La magnétostriction est le phénomène de changement de forme (taille) de certaines substances ferromagnétiques sous l'influence d'un champ magnétique alternatif.

Ces substances comprennent :

Nickel et ses alliages;

cobalt et ses alliages;

Les ferrites sont des composés céramiques à base d'oxydes de fer, de nickel, de zinc.

Une substance en forme de tige est placée à l'intérieur de la bobine. Lorsque la bobine est connectée à une source de tension électrique alternative de fréquence ultrasonore, le courant électrique agit sur la tige avec sa composante magnétique et provoque sa déformation (allongement) à la fréquence du courant. 2

Il y a quelques jours, j'ai reçu une autre commande. L'acheteur voulait commander un puissant canon à ultrasons pour lutter contre les jeunes ivres, pour qui le jour commence la nuit lorsque toutes les personnes normales dorment. Sans réfléchir à deux fois, j'ai choisi un schéma éprouvé d'un puissant émetteur d'ultrasons. Le pistolet lui-même est construit sur un seul microcircuit logique standard.

Littéralement, n'importe quel microcircuit similaire contenant 6 inverseurs logiques fera l'affaire. Dans notre cas, un microcircuit CD4049 (HEF4049) est utilisé, qui peut être remplacé avec succès par un microcircuit domestique - K561LN2, il suffit de faire attention au brochage, car K561LN2 diffère de celui utilisé par certaines conclusions.

Le circuit étant assez simple, il peut être mis en œuvre sur une maquette ou de manière articulée. L'amplificateur est monté sur des paires complémentaires de KT816/817, du fait de l'utilisation de ces touches, la puissance de notre pistolet est de 10-12 watts.

En tant qu'émetteur, il est souhaitable d'utiliser des têtes haute fréquence de type 10 GDV ou import, il est déconseillé d'utiliser un émetteur piézo.

Le boîtier - d'un transformateur électronique chinois 10-50 watts, a dû être refait, car la carte ne rentrait pas.

Le condensateur de 1,5 nF est responsable de la fréquence (qui a ensuite été remplacée par 3,9 nF, car avec le condensateur indiqué dans le circuit, la limite de fréquence inférieure est exactement de 20 kHz, et avec un tel remplacement, la fréquence peut être ajustée entre 10 et 30 kHz ) et une résistance variable (de ce fait, le réglage se fait en faisant tourner cette résistance).

Les résistances de base peuvent être remplacées par des résistances de 2,2 kohms, qui sont plus courantes que celles illustrées sur le schéma. Cet émetteur est alimenté par une alimentation stabilisée de 5 Volts avec un courant de 1 A (plage de tension d'alimentation de 3,7 à 9 Volts).