Главная страница -> VRTP -> Texнологии -> Разное -> Ультразвуковые устройства.

Что-то не выходят из головы два дросселька в нагрузке в вашей схеме
И вот что подумалось: чтобы подать на пьезо-ФАР мощный синусоидальный сигнал, т.е. соорудить мощный, на 1000 Вт линейный оконечный каскад, работающий в классе "А", будет не тривальной задачей - КПД таких каскадов даже теоретически не превышает 78 %, и тепловые потери будут составлять > 220 Вт.

Задача высокого КПД кардинально упрощается для оконечников в режиме "D", т.е. в ключевом режиме, но тогда вместо синуса получим вредный для пьезо меандр.
Однако, если на выходе, перед нагрузкой, включить подобранную индуктивность, чтобы вместе с емкостной нагрузкой пьезиков образовала ФНЧ с нужной частотой среза, то можем получить форму, близкую к синусу при высоком общем КПД.

Маковки на теремах покривились,
Стёклышки в оконницах полопались,
Со двора все кони разбежалися,
Все князья с боярами пали замертво.

(Из былины «Илья Муромец и Соловей-разбойник»)

Интересно произвести расчёт акустической мощности, создаваемой былинным персонажем для создания такого эффекта. Оставим в области фантастики «маковки на теремах» и «стёклышки в оконницах», а вот чтобы у князей с боярами пошла кровь из ушей необходимо создать звуковое давление 160дБ или 2000Па.

Если свист Соловья-разбойника не имеет преимущественного направления в пространстве, то акустическую мощность Раможно вычислить по формуле:\


В этой формуле p – звуковое давление (2000 Па);
R– характерное расстояние до объекта воздействия (возьмём в расчёт 30м – размер княжеского двора);
с – скорость звука(340м/с);
- плотность воздуха (1,25 кг/м3).Подставим эти исходные данные в формулу и посмотрим, что получится.



Заметим,что мы вычислили акустическую, то есть полезную мощность излучения. Может быть Соловей-разбойник и умел производить свист со 100%-ным кпд, но сегодня не известны технические средства, которые могли бы преобразовать, например, электрическую энергию в энергию звуковых колебаний с кпд более, чем 10 – 15%. С учётом этого, чтобы создать упомянутый эффект, необходима мощность 20 гидроэлектростанций, подобных Саяно-Шушенской. Такая простая количественная оценка позволяет сделать важный вывод о том, что не может быть реализовано техническое средство для создания непрерывного звука такой громкости, чтобы нанести необратимый вред здоровью человека. Звуковое давление 160 децибел можно создать в виде очень короткого импульса, что имеет место при взрыве авиабомбы. Опытные солдаты второй мировой войны во время бомбардировки старались держать рот широко открытым, чтобы давление на барабанную перепонку не было односторонним. Перепад давления, эквивалентный 160 дБ или 2000 Па, соответствует внезапному перемещению на высоту 3,5 км. Только благодаря сравнительно медленному набору высоты пассажиры самолёта ощущают лишь небольшое давление в ушах.

Было бы не плохо... Пробовал с подобными твитерами, грелись сильно при определенноц мощности,тема интересна.

Огонь и треск...электрошокер очень активно...

Так это...свисток левассера может мутить?
К нему тупо огнетушитель из тех что надо переаттестовывать баллон и народ их порой выбрасывает заряженными и годными!!!

А такой пьезик на киловатт в качестве излучателя, например? Излучающую поверхность необходимой формы болтом прикрутить можно. Судя по области применения, он должен работать в продолжительном режиме свободно.

Если свисток делать, то модулировать можно клапаном быстродействующим, например SMC VT307 или MAC серии 35A, их копии полно на Али продают. Правда греться будут тоже при длительной нагрузке...

Это сообщение отредактировал Dima - Jul 21 2018, 12:32 AM

Чтобы не распыляться между различными вариантами продолжения работ, решил первым этапом отработать вариант с 100Вт-ным пьезиком.
Заказал на Али готовый вариант на 28кГц https://ru.aliexpress.com/item/100W-28KHz-U....636c3c00K0Aw1z
Конечно, можно было бы и самому прикинуть схему раскачки, но лучше начать с проверенного варианта. К тому же после первого осмотра фотки монтажа платки выяснилось, что там стоят два оригинальных транса и непростой мощный дроссель, используемые в автогенераторе на резонансной частоте.
Частота излучателя гуляет в небольших пределах в зависимости от нагрузки и режимов работы, и отслеживается схемой.

Почитал теорию согласования пьезиков с внешней средой. Оказалось, что для формирования плоской волны в воздухе данному пьезику не требуется дополнительных диффузоров или согласующих устройств. Можно лишь поставить плавный конический рупор для улучшения узкополосности (дальнобойности).
К сожалению, у этого пьезика не нормируется в даташите звуковая отдача (чувствительность), так как у него иная целевая ниша. Но вроде как лупить он должен прилично. 100Вт на резонансе дорогого стоят.

А 28кГц собакены услышат? - всё-таки больше чем на треть от проверенных 20кГц...

Даже 40 кГц слышат без проблем... проверено...

С диктофонами не игрались?

Для подавления диктофонов (микрофонов) такие мощности не приемлемы, даже при использовании акустопуска.

Надо учитывать, что подавители диктофонов работают в замкнутом пространстве.

ded.

Акустопуск уменьшает воздействие ультразвука на человека и уменьшает потребление от источника питания.

Это я имел ввиду.

Еще раз - воздействие на человека и диктофоны не в этой теме. Тут только про животных.

При всей кажущейся мощности схемы с твитером, реальный КПД составляет всего единицы процентов.
Совсем иное дело мощный пьезик на резонансе.
Через недельку будет на руках такой на 100Вт, продолжу эксперименты.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

А можно узнать параметры этого мощного резонансного пьезоизлучателя для воздушной

среды?

Если излучатель резонансный, то качая частоту ЗГ мы получим АМ без схемы модулятора.

Это сообщение отредактировал kanonir - Aug 6 2018, 01:31 PM

Насчет параметров для воздушной среды - смогу ответить, лишь когда излучатель будет на руках.

https://russian.alibaba.com/product-detail/....17cc17acYUB2eV

А такой пойдёт?

Рассматриваемые излучатели Ланжевена предназначены главным образом для использования в различных УЗ ваннах. Поэтому их характеристики не нормируются для применения в воздушной среде.
Для воздушных сред УЗ элементы Ланжевена используются лишь для ограниченного круга различных УЗ дальномеров.
http://chinaultrasound.com/product/22-khz-...eters-ta0022ka/
При этом для согласования их с воздушной средой на них, как правило, устанавливаются конические дюралевые накладки и рупоры.
Скорость распространения УЗ в воздухе и дюрале составляет, соответственно 330 и 6300м/сек (в 20 раз!). Поэтому коническая согласующая вставка обеспечивает распространение и расширение фронта плоской волны от пьезоизлучателя к широкой части конуса.
Задержка прихода фронта плоской волны между центральной и периферийной частью излучающей певерхности основания конуса пренебрежительно мала по сравнению со скоростью звука в воздухе. Поэтому конусная дюралевая вставка позволяет расширить фронт излучаемой плоской волны.
Это позволяет согласоваться с воздушной средой за счет распределения генерируемой мощности на большую площадь изучения, и сформировать узкий УЗ луч диаграммы распространения. Чем больше площадь излучателя плоской волны, тем уже луч и лучше согласование с воздухом.
К сожалению, такое согласование обуславливает необходимость использования громоздкой дюралевой конструкции.
Дюралевый конус может быть выполнен не монолитным конусом, а наборным пластинчатым (ступенчатым) с хорошей стяжкой.
Зато при этом можно добиться узкого луча в единицы градусов и дальнобойного распространения, необходимых для ультраболоида.

Спасибо, именно для воздушной среды меня интересовали параметры и варианты использования.

А если без рупора и накладок, какой будет угол излучения? И можно ли так использовать для воздушной среды?

Об этом нет информации.

Допустимого - вы имеет в виду пробойного? Да, такое не указано.
Что касается масимального рабочего напряжения, то его можно посчитать, исходя из указанного на страничке импеданса и мощности.
Например, для 100 Вт получается 31 - 45 Вольт.

Насчет четверьволновой вставки в Ланжевене наверняка всё логично, но оно как-то не совсем воспринимается интуитивно.
Ведь эта конструкция предназначена для жидких сред путем прижатия Ланжевена к ванне с ней, а это совсем не газообразная среда.
Поэтому мне больше понятна идея снабдить "таблетки" рупорком необходимых размеров (приклеить или как-то прижать), в этом случае получится идеальное согласование со средой.

Таблеток на Ali полно, искать по фразе "пьезоэлектрическое кольцо". К тому же они заметно дешевле собранного Ланжевена, вполне и на ФАР можно закупиться.
Правда, их мощность на Ali не указана, темнят китайцы, но попробовать найти можно здесь, тут их целый Клондайк.
Насколько понял из характеристик таблеток, если диаметр кольца 50 мм, то оно обычно на 25 кГц, если 60 мм, то на 20 кГц.

Тут бы еще неплохо знать, от чего зависит резонансная частота в сэндвиче Ланжевене.
От самой "таблетки" - это понятно. Но что будет с частотой, если, например, купить Ланжевен на 25 кГц, разобрать его и запустить эти "таблетки" в свободном виде?
Или наоборот, при приклеивании рупора к таблетке - насколько она сильно изменится?

Вот еще интересный магазинчик со всяческими полезными ультра-причандалами.


PS. Заодно вспомнилось - а не соорудить ли заодно стиральную машину на Ланжевене?
Когда-то покупал такую российского производства, мощность, потребляемая от сети, наверное, Ватт 10-20 - просто насмешка на лохами-покупателями.
Чтобы реально стирать, нужно Ватт 200 и больше.
А вот, похоже, и готовая

-----------------
Кстати, только сейчас обратил внимание на два весьма стремных показателя в этой Таблице - Radial frequency и Thickness frequency.

И если для кольца UCE-603010 радиальная частота соствляет 25,3 кГц, то толщинная - аж 205 кГц!!!

Но нам-то нужна как раз толщинная частота?! Или как?

Это сообщение отредактировал Nonymous - Aug 20 2018, 03:50 AM

Принес с почты Ланжевен с генератором на 28кГц.
На всякий случай предварительно собрал регулятор мощности сетевого питания, чтоб начать пробовать в ослабленном режиме.
Увы, пару дней не будет доступа хоть к каким-то приборам, и пока вынужден ограничиться лишь созерцательными экспериментами.
Очень рассчитывал на картинку спектра на смартфоне. В принципе ее должно было хватить на настройку согласования на воздухе.
И вот тут первый облом. Прога на смартфоне рассчитана на подключение внешнего широкополосного микрофона. Внутренний ограничивает картинку в районе 21-22кГц, несмотря на частоту квантования 192кГц.
При включении пьезика субгармониками на экране смартфона до крыши забивается весь слышимый диапазон. При том, что на слух практически полная тишина даже вплотную. А на нужной частоте 28кГц на экране полный голяк.
??????
Стало ясно, когда попробовал записать звук на диктофон. Сплошной треск и сильный фон на частоте 100Гц. Ведь УЗ сигнал глубоко АМ промодулирован частотой 100Гц.

Для настройки согласования с воздухом нужен либо хороший звуковой измеритель, либо колхозить махарайку с пьезиком на 28кГц на входе. Даже без калибровки такая махарайка поможет настроиться на максимум отдачи.
Либо еще вариант. Привязать псенку рядом и следить за ее реакцией. Что-то мне подсказывает, что она научиться говорить и посылать нах в первые сутки опытов.

Сделал стенд для экспериментов.

Питание стенда на этапе экспериментов ограничил 4...8В. Пока моща, как в ссылке от Эдди, не нужна.



Это сообщение отредактировал ded - Jul 9 2020, 08:45 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Недельки две-три тому задал тематический (я.т.д.) вопрос о магнитострикционной ФАР. Вполне себе реализуемо и оч. просто фазируемо. Думал, кто-то, да пробовал, делов-то,- маленький токарный станочек. Пост исчез. Стало интересно , с какого перепугу.

Вопрос действительно в тему. Сгоряча удалил, когда последний раз чистил тему от диванных фантазий. Сори.
Выкладывайте свою схему, фотки, обсудим.

К сожалению, я экспериментировал только с одиночными излучателями (на фотке). Особенно хорош оказался Ланжевен на 17кГц. Игольчатая диаграмма направленности, отсутствие слышимого дребезга, ломовая мощность на резонансе. Можно работать прицельно по удаленной соседской собаке в доме напротив. Сразу притихает.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

А мне вот интересен эффект воздействия сего чуда на лягушек.
У соседа за забором маленькое болодце с квакшами(типа прудик) Дык как бы и за еп ли уже меня квакши.
Будет эфект от устройства....или кроме как ведерце лимонной кислоты ниче не поможет? _

Не знаю, не пробовал.
По мне, так лягушки и сверчки создают неповторимую природную звуковую ауру.
Проще завести ежика - лягушки и мыши для него любимое лакомство. Да и безвреднее для себя и окружающих.

В загороднем доме с лабораторией в минус первом этаже экспериментировать не получается, если кто-то есть на других этажах. Даже при закрытой двери в мастерской. Идет проникновение через перекрытия и вентиляцию. Сразу начинаются истошные крики и обвинения в садизме.
Самому приходится работать в строительных наушниках, когда никого нет дома.

Для натурных опытов пришлось немного доработать стенд, чтобы можно было контролировать излучаемую мощность. Сейчас юзаю Ланжевен с резонансной частотой 17кГц. (на фотке)
Кто будет играть с Ланжевеном, советую провода к нему не паять, а сажать на болтики, иначе через пару десятков минут провод в месте стыка "перетерается" вибрацией.
Пока ограничиваю мощность в районе 20-30Вт. Слышимость на открытом воздухе десятки метров. Но слышно только в режиме свипирования частоты около резонанса или при неточной настройке на резонанс.
При небольшой расстройке +/- 50-100Гц Ланжевен начинает "гармонить" на субчастотах, которые и слышно ухом. На резонансе при ограниченной мощности полная тишина. Только обнаруживается прибором.
В отличие от "микрофоноглушительной" задачи в настоящей задаче требуется не скрытность, а максимальное давление на уши. Поэтому свипирование в пределах пары сотен Гц дает наилучшее психологическое воздействие. По ушам бьет гирляндой противных звуков.

Теперь о самом главном - воздействии на живность. Пока статистики мало, но кое-какие наблюдения появляются.
При воздействии в упор ВСЕ экземпляры собак и кошек испытывали шоковый дискомфорт. Никто из них не падал в конвульсиях на землю, но и не смог оставаться равнодушным. Некоторые предпочитают отбежать в сторону из сектора воздействия звукового луча. Некоторые останавливаются и удивленно крутят головой. Некоторых кошек просто прижимало к земле.
Но особенно любопытным оказалась реакция собак за оградой участков.
Большинство из них не замолкают, а наоборот начинают неистово лаять и бросаться на забор. Как это обычно бывает, когда мимо проходит шумная компания или другие собаки.

Интересная возможность воздействия при узком луче Ланжевена. Можно светить не в лоб объекту, а на отражающую плоскость позади него. Теряется ориентация на источник воздействия. Люди крутят головой в непонимании причины и источника звука. Стараются поскорее покинуть неприятное место.

Короче, опыты продолжаются.



Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Не знаю, не пробовал.
По мне, так лягушки и сверчки создают неповторимую природную звуковую ауру.
Проще завести ежика - лягушки и мыши для него любимое лакомство. Да и безвреднее для себя и окружающих.

Ежики вечером у меня под окошком ходят. прекрсные создания к ним вопросов нет
а вот как вы упомянули звуковая АУРА болота с лягушками сильно мешает думать с открытым окном

Здесь может наблюдаться другой эффект: взбешённый хозяин просто заткнёт своего пса.

Полное заблуждение от незнания сути
Хозяин сабаки как правило (в 90%) кайфует именно от "работы"своего сторожевого.
Именно по этой причине у соседа участка (жопой к моему) скоропостижно скончалось уже 3 такие сабаки...инфакрт микарда видимо _

Я всего лишь предложил вариант построения излучающей части с использованием Ланжевена.
Он достаточно прост в реализации и позволяет получить неплохие параметры в широком диапазоне мощностей. Как его использовать и для каких целей, каждый определяет сам.
Будет что-то получаться или не получаться, пишите обсудим.

Так вона кто у моего приятеля собак потравил !... ну пипец...
Сообщить ему, чи ни ?