|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Demonstration der Ultraschallinstallation. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Elektronik im Alltag Der Artikel beschreibt das Design des einfachsten Ultraschallaufbaus, der entwickelt wurde, um Experimente mit Ultraschall zu demonstrieren. Die Installation besteht aus einem Generator von Ultraschallschwingungen, einem Sender, einem Fokussiergerät und mehreren Hilfsgeräten, mit denen Sie verschiedene Experimente demonstrieren können, die die Eigenschaften und Methoden der Verwendung von Ultraschallschwingungen erklären. Mit dem einfachsten Ultraschallaufbau kann man die Ausbreitung von Ultraschall in verschiedenen Medien, die Reflexion und Brechung von Ultraschall an der Grenze zweier Medien und die Absorption von Ultraschall in verschiedenen Substanzen darstellen. Darüber hinaus kann die Herstellung von Ölemulsionen, die Reinigung verunreinigter Teile, Ultraschallschweißen, Ultraschall-Flüssigkeitsbrunnen, die biologische Wirkung von Ultraschallschwingungen gezeigt werden. Die Herstellung einer solchen Anlage kann in Schulwerkstätten von Gymnasiasten durchgeführt werden. Der Aufbau zur Demonstration von Experimenten mit Ultraschall besteht aus einem elektronischen Generator (Abb. 1), einem Quarzkonverter von elektrischen Schwingungen in Ultraschallschwingungen und einem Linsengefäß (Abb. 2) zur Fokussierung von Ultraschall. Die Stromversorgung umfasst nur den Leistungstransformator Tr1, da die Anodenkreise der Generatorlampen direkt mit Wechselstrom (ohne Gleichrichter) gespeist werden. Diese Vereinfachung wirkt sich nicht negativ auf die Funktionsweise des Geräts aus und vereinfacht gleichzeitig dessen Schaltung und Design erheblich. Der elektronische Generator ist nach einer Gegentaktschaltung auf zwei 6PZS-Lampen aufgebaut, die nach einer Triodenschaltung verbunden sind (die Schirmgitter der Lampen sind mit den Anoden verbunden). Die Schaltung L1C2, die die Frequenz der erzeugten Schwingungen bestimmt, ist in den Anodenschaltungen der Lampen enthalten, und die Rückkopplungsspule L2 ist in den Gitterschaltungen enthalten. In den Kathodenkreisen ist ein kleiner Widerstand R1 enthalten, der den Modus der Lampen weitgehend bestimmt.
Das Hochfrequenzsignal wird über die Koppelkondensatoren C4 und C5 dem Schwingquarz zugeführt. Quarz wird in einen hermetischen Quarzhalter (Abb. 2) gegeben und mit 1 m langen Drähten mit dem Generator verbunden.
Zusätzlich zu den betrachteten Details befinden sich in der Schaltung auch Kondensatoren C1 und C3 sowie eine Induktivität Dr1, über die die Anodenspannung an die Anoden der Lampen angelegt wird. Dieser Induktor verhindert, dass das Hochfrequenzsignal durch den Kondensator C1 und die Windungskapazität des Leistungstransformators kurzgeschlossen wird. Die wichtigsten hausgemachten Teile des Generators sind die Spulen L1 und L2 in Form von flachen Spiralen. Für ihre Herstellung muss eine Holzschablone ausgeschnitten werden. Aus einem 25 cm breiten Brett werden zwei Quadrate ausgeschnitten, die als Wangen der Schablone dienen. In der Mitte jeder Wange sollten Löcher für einen Metallstab mit einem Durchmesser von 10-15 mm gemacht werden, und in einer der Wangen sollte ein Loch oder eine Nut mit einer Breite von 3 mm zum Anbringen des Spulenausgangs geschnitten werden. An beiden Enden eines Metallstabs wird ein Faden geschnitten, und die Wangen werden zwischen zwei Muttern in einem Abstand angeordnet, der dem Durchmesser des gewickelten Drahts entspricht. Damit kann die Herstellung der Schablone als abgeschlossen angesehen werden und mit dem Wickeln der Spulen fortgefahren werden. Der Metallstab wird an einem Ende in einen Schraubstock eingespannt, die erste (innere) Windung des Drahtes wird zwischen die Wangen gelegt, danach werden die Muttern angezogen und das Wickeln fortgesetzt. Spule L1 hat 16 Windungen und Spule L2 hat 12 Windungen aus Kupferdraht mit einem Durchmesser von 3 mm. Die Spulen L1 und L2 werden separat hergestellt und dann übereinander auf einem Steg aus Textolith oder Kunststoff platziert (Abb. 3). Um den Spulen eine größere Festigkeit zu verleihen, werden mit einer Metallsäge oder Feile Aussparungen in die Kreuze geschnitten. Um die Spulen zu befestigen, sollte eine von ihnen mit einem zweiten Kreuz (ohne Aussparungen) von oben gedrückt werden, und die zweite sollte direkt auf eine Platte aus organischem Glas, Getinaken oder Kunststoff gelegt werden, die auf einem Metallchassis des Generators montiert ist.
Der Hochfrequenzinduktor ist mit einem PELSHO-30 mm Draht auf einen Keramik- oder Kunststoffrahmen mit einem Durchmesser von 0,25 mm gewickelt. Die Wicklung erfolgt in großen Mengen in Abschnitten zu je 100 Windungen. Insgesamt hat der Gashebel 300-500 Umdrehungen. Bei dieser Konstruktion wird ein selbstgebauter Leistungstransformator verwendet, der auf einem Kern aus Sh-33-Platten hergestellt wird, die Dicke des Sets beträgt 33 mm. Die Netzwerkwicklung enthält 544 Windungen PEL-0,45-Draht. Die Netzwicklung ist für den Anschluss an ein Netz mit einer Spannung von 127 V ausgelegt. Bei Verwendung eines Netzes mit einer Spannung von 220 V muss die Wicklung I 944 Windungen PEL-0,35-Draht enthalten. Die Aufwärtswicklung hat 2980 Windungen aus PEL-0,14-Draht und die Fadenwicklung der Lampen hat 30 Windungen aus PEL-1,0-Draht. Ein solcher Transformator kann durch einen Leistungstransformator der Marke ELS-2 ersetzt werden, wobei nur die Netzwicklung, die Glühfadenwicklung der Lampen und die Hochsetzwicklung vollständig verwendet werden, oder durch einen beliebigen Leistungstransformator mit einer Leistung von mindestens 70 VA und mit einer Aufwärtswicklung, die bei einer Last von 470 V an den Anoden von 6PZS-Lampen bereitstellt. Der Quarzhalter ist aus Bronze gemäß der Zeichnung in Abb. 4. In das Gehäuse wird mit einem Bohrer mit einem Durchmesser von 3 mm ein L-förmiges Loch gebohrt, um den Draht herauszuführen l. In das Gehäuse wird ein Gummiring e eingesetzt, der zur Dämpfung und Isolierung des Quarzes dient. Der Ring kann aus einem normalen Radiergummi ausgeschnitten werden. Der Kontaktring b ist aus 0,2 mm dicker Messingfolie geschnitten. Dieser Ring hat eine Lasche zum Löten des Drahtes. Beide Drähte l und und müssen eine gute Isolierung haben. Der Draht und wird an den Stützflansch O gelötet. Es wird nicht empfohlen, die Drähte miteinander zu verdrillen.
Das Linsengefäß besteht aus einem Zylinder e und einer Ultraschalllinse b (Abb. 5). Der Zylinder wird aus einer 3 mm dicken Plexiglasplatte auf eine runde Holzschablone mit 19 mm Durchmesser gebogen.
Die Platte wird über einer Flamme erhitzt, bis sie weich wird, nach einem Muster gebogen und mit Essigessenz verklebt. Der verklebte Zylinder wird mit Fäden abgebunden und zwei Stunden trocknen gelassen. Danach werden die Endenden des Zylinders mit Sandpapier ausgerichtet und die Fäden entfernt. Um eine Ultraschalllinse b herzustellen, müssen Sie eine spezielle Vorrichtung (Abb. 6) aus einer Stahlkugel mit einem Durchmesser von 18-22 mm aus einem Kugellager herstellen. Die Kugel sollte geglüht werden, indem sie auf Rotglut erhitzt und langsam abgekühlt wird. Danach wird ein Loch mit einem Durchmesser von 6 mm in die Kugel gebohrt und ein Innengewinde geschnitten. Um diese Kugel im Futter einer Bohrmaschine zu fixieren, muss aus einer Stange eine Stange mit einem Gewinde an einem Ende hergestellt werden.
Der Stab mit der aufgeschraubten Kugel wird in das Maschinenfutter eingespannt, die Maschine bei mittlerer Drehzahl eingeschaltet und durch Eindrücken der Kugel in eine 10–12 mm dicke organische Glasplatte wird die gewünschte sphärische Vertiefung erzielt. Wenn sich die Kugel auf einen Abstand vertieft, der ihrem Radius entspricht, wird die Bohrmaschine abgeschaltet und ohne aufzuhören, auf die Kugel zu drücken, mit Wasser gekühlt. Dadurch wird in der organischen Glasplatte eine sphärische Vertiefung der Ultraschalllinse erhalten. Aus einer Platte mit Aussparung wird mit einer Metallsäge ein Quadrat mit einer Seitenlänge von 36 mm ausgeschnitten, der um die Aussparung gebildete ringförmige Vorsprung wird mit feinkörnigem Sandpapier eingeebnet und die Platte von unten so geschliffen, dass ein 0,2 mm dicker Boden verbleibt in der Mitte der Aussparung. Dann werden die mit Sandpapier zerkratzten Stellen transparent poliert und die Ecken auf einer Drehbank so geschnitten, dass die kugelförmige Vertiefung in der Mitte der Platte bleibt. An der Unterseite der Platte muss ein 3 mm hoher Vorsprung mit einem Durchmesser von 23,8 mm angebracht werden, um die Linse auf dem Quarzhalter zu zentrieren. Nachdem eines der Enden des Zylinders reichlich mit Essigsäure oder Dichlorethan befeuchtet wurde, wird es auf die Ultraschalllinse geklebt, so dass die Mittelachse des Zylinders mit der Achse zusammenfällt, die durch die Mitte der Linse verläuft. Nach dem Trocknen werden in das geklebte Gefäß drei Löcher für Stimmschrauben gebohrt. Am besten drehen Sie diese Schrauben mit einem speziellen Schraubendreher aus gewöhnlichem Draht mit einer Länge von 10 bis 12 cm und einem Durchmesser von 1,5 bis 2 mm, der mit einem Griff aus Isoliermaterial ausgestattet ist. Nach der Herstellung dieser Teile und der Installation des Generators können Sie mit dem Aufbau des Geräts beginnen, was normalerweise darauf hinausläuft, den L1C2-Schaltkreis auf Resonanz mit der Eigenfrequenz des Quarzes abzustimmen. Die Quarzplatte in (Abb. 4) sollte mit Seife unter fließendem Wasser gewaschen und getrocknet werden. Der Kontaktring b wird von oben auf Hochglanz gereinigt. Legen Sie vorsichtig eine Quarzplatte auf den Kontaktring und schrauben Sie, nachdem Sie einige Tropfen Transformatorenöl auf die Kanten der Platte getropft haben, die Abdeckung d so zu, dass sie auf die Quarzplatte drückt. Zur Anzeige von Ultraschallschwingungen sind die Aussparungen a und d am Deckel mit Trafoöl oder Petroleum gefüllt. Nachdem Sie den Strom eingeschaltet und eine Minute lang aufgewärmt haben, drehen Sie den Abstimmknopf und erreichen Sie eine Resonanz zwischen den Schwingungen des Quarzplattenoszillators. Im Moment der Resonanz wird die maximale Quellung der in die Aussparung am Deckel eingefüllten Flüssigkeit beobachtet. Nachdem Sie den Generator aufgestellt haben, können Sie damit beginnen, Experimente zu demonstrieren.
Eine der effektivsten Demonstrationen ist die Erzeugung einer Flüssigkeitsfontäne unter dem Einfluss von Ultraschallschwingungen. Um eine Flüssigkeitsfontäne zu erhalten, müssen Sie das „Linsengefäß“ auf den Quarzhalter stellen, damit sich zwischen dem Boden des „Linsengefäßes“ und der Quarzplatte keine Luftblasen ansammeln. Dann gießen Sie normales Trinkwasser in das Linsengefäß und eine Minute nach dem Einschalten des Generators erscheint eine Ultraschallfontäne auf der Wasseroberfläche. Die Höhe der Fontäne kann über Stellschrauben verändert werden, nachdem zuvor der Generator über den Kondensator C2 eingestellt wurde. Bei richtiger Einrichtung des gesamten Systems erhalten Sie eine Wasserfontäne mit einer Höhe von 30-40 cm (Abb. 7).
Gleichzeitig mit dem Erscheinen des Brunnens entsteht Wassernebel, der das Ergebnis eines Kavitationsprozesses ist, der von einem charakteristischen Zischen begleitet wird. Wenn anstelle von Wasser Transformatoröl in das „Linsen“-Gefäß gegossen wird, vergrößert sich die Fontäne merklich in der Höhe. Die Fontäne kann kontinuierlich beobachtet werden, bis der Flüssigkeitsspiegel im „Linsen“-Gefäß auf 20 mm sinkt. Um den Brunnen längere Zeit beobachten zu können, sollte er mit einem Glasrohr B geschützt werden, an dessen Innenwänden die sprudelnde Flüssigkeit zurückfließen kann. Wenn Ultraschallschwingungen auf eine Flüssigkeit einwirken, bilden sich darin mikroskopisch kleine Blasen (das Phänomen der Kavitation), was mit einem deutlichen Druckanstieg am Ort der Blasenbildung einhergeht. Dieses Phänomen führt zur Zerstörung von Materieteilchen oder lebenden Organismen in der Flüssigkeit. Wenn Sie einen kleinen Fisch oder eine Daphnie „in ein Linsengefäß mit Wasser“ legen, sterben sie nach 1-2 Minuten Ultraschallbestrahlung. Die Projektion eines „Linsen“-Gefässes mit Wasser auf die Leinwand ermöglicht es, alle Prozesse dieses Erlebnisses in einem großen Publikum lückenlos zu beobachten (Abb. 8).
Mit dem beschriebenen Gerät kann der Einsatz von Ultraschall zur Reinigung von Kleinteilen von Verunreinigungen demonstriert werden. Dazu wird ein kleines Teil (ein Zahnrad einer Uhr, ein Stück Metall usw.), reichlich mit Fett geschmiert, auf den Boden des Flüssigkeitsbrunnens gelegt. Die Fontäne nimmt deutlich ab und kann ganz aufhören, aber der kontaminierte Teil wird allmählich gereinigt. Es ist zu beachten, dass die Ultraschallreinigung von Teilen die Verwendung leistungsstärkerer Generatoren erfordert, daher ist es unmöglich, den gesamten kontaminierten Teil in kurzer Zeit zu reinigen, und Sie müssen sich auf die Reinigung einiger Zähne beschränken. Mithilfe des Kavitationsphänomens kann eine Ölemulsion erhalten werden. Dazu wird Wasser in das „Linsen“-Gefäß gegossen und etwas Transformatorenöl darüber gegeben. Um ein Verspritzen der Emulsion zu vermeiden, müssen Sie das Linsengefäß mit dem Inhalt mit Glas abdecken. Wenn der Generator eingeschaltet wird, entsteht eine Fontäne aus Wasser und Öl. Nach 1-2 Minuten. Durch Bestrahlung bildet sich im Linsengefäß eine stabile milchige Emulsion. Es ist bekannt, dass die Ausbreitung von Ultraschallschwingungen in Wasser sichtbar gemacht und einige Eigenschaften des Ultraschalls deutlich demonstriert werden können. Voraussetzung dafür ist eine möglichst große Badewanne mit durchsichtigem und ebenem Boden, mit einer Seitenhöhe von mindestens 5-6 cm Die Wanne wird über der Öffnung im Vorführtisch platziert, so dass der gesamte durchsichtige Boden von unten beleuchtet werden kann . Für die Beleuchtung bietet sich eine 9-Volt-Autoglühbirne als Punktlichtquelle an, um die zu untersuchenden Vorgänge an die Decke des Auditoriums zu projizieren (Abb. XNUMX).
Sie können auch eine normale Glühbirne mit geringer Leistung verwenden. Wasser wird so in das Bad gegossen, dass die Quarzplatte im Quarzhalter bei senkrechter Aufstellung vollständig darin eingetaucht ist. Danach können Sie den Generator einschalten und durch Bewegen des Quarzhalters von der vertikalen in die geneigte Position die Ausbreitung des Ultraschallstrahls in der Projektion an der Decke des Zuschauerraums beobachten. In diesem Fall kann der Quarzhalter an den daran angeschlossenen Drähten l und c gehalten werden oder in einem speziellen Halter vorfixiert werden, mit dessen Hilfe Sie die Einfallswinkel des Ultraschallstrahls stufenlos verändern können die vertikalen und horizontalen Ebenen. Der Ultraschallstrahl wird in Form von Lichtflecken beobachtet, die sich entlang der Ausbreitung von Ultraschallschwingungen im Wasser befinden. Durch Platzieren eines Hindernisses im Weg des Ultraschallstrahls können Reflexion und Brechung des Strahls beobachtet werden. Der beschriebene Aufbau ermöglicht weitere Experimente, deren Art von dem untersuchten Programm und der Ausstattung des Klassenzimmers abhängt. Als Generatorlast können Bariumtitanatplatten und allgemein alle Platten mit piezoelektrischer Wirkung bei Frequenzen von 0,5 MHz bis 4,5 MHz einbezogen werden. Wenn Platten für andere Frequenzen vorhanden sind, muss die Anzahl der Windungen in den Induktoren geändert werden (Erhöhung für Frequenzen unter 0,5 MHz und Verringerung für Frequenzen über 4,5 MHz). Wenn Sie den Schwingkreis und die Rückkopplungsspule auf Frequenzen von 15 kHz ändern, können Sie anstelle von Quarz jeden magnetostriktiven Wandler mit einer Leistung von nicht mehr als 60 VA einschalten Autor: V. Krasnyuk; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Kunstleder zur Touch-Emulation
15.04.2024 Petgugu Global Katzenstreu
15.04.2024 Die Attraktivität fürsorglicher Männer
14.04.2024
▪ WQHD-Bildschirme mit In-Cell-Touch-Technologie ▪ Das Gehirn von Musikern passt sich an unterschiedliche Musik an ▪ Elektrischer Liner für kurze Flüge ▪ Ferngesteuertes Verhütungsmittel für Frauen
▪ Abschnitt der Website Elektrische Sicherheit, Brandschutz. Auswahl an Artikeln ▪ Artikel Das Herz einer Schönheit ist anfällig für Verrat. Populärer Ausdruck ▪ Artikel Welcher Umweltfaktor beeinflusst die Wahrnehmung von Farben? Ausführliche Antwort ▪ Artikel Schlosser-Picker. Standardanweisung zum Arbeitsschutz ▪ Artikel Manuelles Stabelektrodenschweißen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik ▪ Artikel Stereo-Decoder-Set-Top-Box. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Kommentare zum Artikel: Pazil Sehr gut. Benötige Bedienungsanleitung UD-76. Valery Wie befindet sich Quarz in Quarzhaltern, dem Material der Quarzplatte?
Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen
www.diagramm.com.ua |
Siehe andere Artikel Abschnitt 
Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:
Alle Sprachen dieser Seite