Мощность ультразвукового излучателя

Измерение мощности ультразвука. Количество звуковой энергии, передаваемой в сосуд с жидкостью, можно измерить калориметрическими или электрическими методами, например путем измерения мощности, рассеиваемой излучателем. Обычно предпочитают первый метод, так как он дает прямое указание на фактически выделенную мощность. Количество энергии можно также приблизительно определить по размеру фонтана, образуемого преобразователем при погружении его в масляную ванну (излучающая поверхность его обращена кверху). Калориметрические методы наиболее точны. Измеряя повышение температуры масла в ванне, в которую пьезокварц излучает энергию, можно определить мощность излучателя. Количество тепловой энергии, выделяющейся за одну секунду, определяется в основном мощностью ультразвукового излучателя. [c.199]

Другой путь повышения чувствительности этого метода заключается в использовании узких ультразвуковых пучков, для чего потребуется использовать излучающие пластинки малых размеров. Но при излучателях с малой площадью, как мы видели, затруднительно получить достаточную мощность ультразвуковых колебаний. [c.111]

Ультразвуковой излучатель дельфина на частоте 80 кГц создает мощность излучения N = 0,1 Вт Коэффициент осевой концентрации (см. (1.4.6)) К = 50. Оценить расстояние на котором дельфин способен обнаружить твердый металлический шарик радиусом а = 0,5 см, если амплитуда давления при- [c.124]

Ультразвуковой излучатель дельфина имеет мощность П = 0,1 Вт и коэффициент концентрации 50 при частоте = 80 кГц. [c.28]

Оценка влияния величины мощности ультразвука на скорость зарождения центров кристаллизации проводилась нами [9] в условиях непосредственного введения ультразвукового излучателя в расплав тимола (рис. 12). Навеска тимола помещалась в пробирку с двойными стенками. Через рубашку пробирки пропускалась вода из термостатов. Наличие двух термостатов, системы кранов и двух зон в рубашке пробирки обеспе- [c.446]

Как показали наши исследования на модельных жидкостях, в объеме лунки реальной конфигурации на частотах около 20-10 гц возникает диффузное поле. Это обстоятельство следует учитывать при выборе количества излучателей и величины излучающей поверхности и при энергетической оценке этого метода обработки. Из изложенного следует, что применительно к полунепрерывному и непрерывному литью обработка колебаниями весьма рациональна, поскольку при этом возможна последовательная обработка кристаллизующегося металла и необходимая мощность ультразвуковых колебаний онределяется только тем объемом металла, который кристаллизуется в единицу времени, т. е. сравнительно невелика. [c.493]

Для той же цели ультразвуковой излучатель применяют в сахарной промышленности, где серьезную проблему представляет предотвращение образования накипи в теплообменных аппаратах, К особенно тяжелым последствиям приводит накипеобразование на выпарной станции — одном из важнейших участков сахарного завода. Расчеты показали, что от накипеобразования потери в сахарной промышленности страны равны продукции десятков заводов средней мощности, работающих в течение трех месяцев. Введение ультразвуковых колебаний в тепловые аппараты предупреждает образование накипи. [c.90]

При ультразвуковой терапии для врача важно также знать, что головка излучателя все время находится в надежном контакте с облучаемым телом. Это особенно важно в случае применения ультразвука для массажа, так как только при этом условии в тело будет введено количество энергии, отвечающее определяемому при помощи ультразвуковых весов. Такой контроль можно осуществить путем наблюдения при помощи специальных измерительных приборов напряжения на ультразвуковом излучателе или проходящего через него тока. Вводя в схему реле, можно сделать так, что при изменении этих величин будет гаснуть лампочка, расположенная на головке излучателя и находящаяся в поле зрения врача (терапевтическая установка фирмы Доктор Борн , Франкфурт-на-Майне). Возможно также и такое приспособление, когда при неудовлетворительном контакте излучателя с телом выключаются встроенные в прибор электрические часы и отмечается только то время, в течение которого пациент получает, по меньшей мере, 60—70% прописанной ему ультразвуковой мощности. [c.571]

Явление кавитации, повидимому, приводит к микроскопичен ским разрывам внутри жидкости и связано с появлением свече ния жидкости 2). Образование пузырьков газа и их уничтожение имеет большое значение при. работе мощных ультразвуковых излучателей и ставит предел излучаемой мощности. [c.55]

Генераторы с электронными лампами могут работать на любых частотах, начиная от звуковых и выше, однако ультразвуковая мощность, даваемая излучателем с увеличением частоты, [c.195]

Среди пьезоэлектрических материалов для ультразвуковых преобразователей пьезокерамика заняла в настоящее время господствующее положение. Но и магнитострикционные керамические материалы приобретают все большее значение в ультразвуковой технике. По сравнению с преобразователями из пьезоэлектрической керамики ферритовые преобразователи обладают рядом достоинств они не требуют (как и все магнитострикторы) для работы на большой мощности высокого электрического напряжения, что упрощает задачи, связанные с подведением питания к излучателю, и выгодно с точки зрения техники безопасности конструкция их проста, нет необходимости создавать специальные приспособления для защиты электродов, как это приходится делать с пьезоэлектрическими элементами они не чувствительны к воздействию внешней среды, могут работать, даже будучи погруженными в агрессивные жидкости. [c.113]

Рассмотрим среды с точки зрения их физических характеристик. Иногда для воздействия на жидкие среды необходимо применять излучатели с поверхностью излучения, 5и 5п, где п — излучающая поверхность преобразователя. Такая необходимость может возникнуть для обеспечения условий согласования, заданной производительности или направленности излучателя. Условие согласования связано с входным сопротивлением среды при этом одним из методов согласования, как известно, является выбор величины 5 . Повышение производительности (например, при ультразвуковой очистке) требует (при некоторой предельной интенсивности колебаний, достаточной для эффекта очистки) определенных значений 3у1. Рост значения увеличивает направленность. Величина излучающей поверхности преобразователя определяемая его мощностью и резонансной частотой, обычно такова, что 1. При достаточно [c.212]

Так как волновое сопротивление изгибного волновода зависит от скорости распространения волны, то практические возможности выбора величины этого сопротивления больше, чем для волноводов продольных колебаний, у которых эта величина определяется только их материалом и площадью поперечного сечения. Выбором величины волнового сопротивления и длины изгибного волновода можно легко осуществить необходимую (из условий отбора мощности от преобразователя) трансформацию сопротивления нагрузки, связанной с концом волновода, в его начало. Существенной особенностью применения изгибных волноводов в сочетании с волноводами продольных колебаний является возможность построения разнообразных рациональных схем ультразвукового оборудования. При применении продольных колебаний обычное расположение основных узлов — это прямая линия преобразователь — волновод — излучатель — объект обработки. В ряде случаев такое расположение оказывается неудобным. Например, нельзя магнитострикционный преобразователь, помещенный в охлаждаемый водой бак, располагать над кристаллизатором с расплавленным металлом (если необходима ультразвуковая обработка расплава сверху, через его зеркало). Горизонтально расположенный изгибный волновод, возбуждаемый на одном своем конце продольными колебаниями, создаваемыми преобразователем, дает возможность расположить этот преобразователь рядом с кристаллизатором. Второй конец волновода ока- [c.248]

Обратная задача — параллельное возбуждение одним преобразователем нескольких излучателей (инструментов), т. е. разделение мощности упругих колебаний между несколькими нагрузками,— может возникнуть, например, в случае ультразвуковой обработки значительной поверхности. При этом можно применить несколько инструментов, расположенных друг относительно друга на заданных расстояниях и возбуждаемых одним преобразователем. На рис. 15 показан пример возбуждения одним преобразователем 1 двух инструментов [c.281]

Излучателем служит резонансная пластинка из керамики титаната бария 5, питаемая от задающего генератора 1 через усилитель мощности 2. Ультразвуковые волны конечной амплитуды распространяются в ванне 4, заполненной водой, и принимаются миниатюрным ультразвуковым приемником 5. Электрический сигнал с приемника поступает через согласующий катодный повторитель 6, электронный гармонический анализатор 7 и широкополосный усилитель 5 на индикатор 9, которым, в частности, может служить электронный осциллограф. [c.364]

Ультразвуковое поле можно получать с помощью установок, применяемых при обезжиривании. В качестве излучателей применяются, например, оксидированные пластины никеля с акустической мощностью 5,88 вт/сж . [c.191]

Если из пьезокристалла, например кварца, вырезать пластинку среза X и придать ей форму вогнутого зеркала, то при колебаниях такая пластинка будет обладать фокусирующими свойствами. Ультразвуковые волны будут концентрироваться в фокусе, расположенном на акустической оси. Такими пластинками пользуются для получения большой акустической мощности, сосредоточенной в фокусе. На рис. 184 приведены фотографии ультразвукового пучка в воде от вогнутого зеркала из кварцевой пластинки, полученные методом темного поля на этих фотографиях ясно виден эффект фокусировки. Фокусировка получается размытой одна из причин этого, кроме упоминавшихся выше, состоит в том, что вогнутая кварцевая пластинка не совершает строго радиальных колебаний. Скорость распространения продольных волн в кварце различна по различным направлениям относительно осей кристалла. По этой причине резонансные свойства изогнутой пластинки не так резко выражены, как у пластинки чистого среза X. Применяя излучатель вогнутой формы из керамики титаната бария, можно обойти эту трудность, если произвести предварительную поляризацию так, чтобы участки пластинки колебались строго радиально, т. е. в направлении радиуса кривизны пластинки. [c.309]

Как видно, при описанной схеме прибора можно производить измерение толщин любых. материалов, не внося каких-либо поправок на раз. [ичную скорость распространения ультразвуковых колебаний в них и, следовательно, без всяких дополнительных для этого приспособлений или градуировок. При таком способе требуются чрезвычайно небольшие мощности генератора и незначительная чувствительность усилителя весь прибор может быть изготовлен на полупроводниковых триодах с пьезоэлектрическими пластинками из титаната бария, что требует мало-мощного батарейного питания (напряжение возбуждения излучателя требуется всего в несколько вольт). При этом все устройство может быть весьма компактным и иметь самые малые габаритные размеры и вес из всех существующих толщиномеров. [c.155]

Одним из основных материалов, применяемых для изготовления ультразвуковых преобразователей, долгое время считался кварц. Но излучатель, сделанный из маленькой кварцевой пластинки, имеет небольшую мощность. Чтобы повысить ее, увеличивают площадь излучающей поверхности путем составления пластинок кварца в виде своеобразной мозаики. [c.65]

Трудности этой работы станут понятнее, если заметить, что генератор и излучатель фактически представляют собой единое целое. При изменении длины вибратора изменяется индуктивность излучателя, меняются параметры колебательного контура, с которым связан излучатель, уходит резонансная частота и т. д. Все это приводит к изменению мощности, отдаваемой генератором в излучатель. А мощность генератора и так невелика. И увеличивать ее не имеет смысла тогда уж лучше вообще бросить это дело и рекомендовать для постановки учебных опытов промышленную ультразвуковую установку. [c.56]

Естественно, что приведенные здесь цифры и тонкие особенности хода кривой, например строгое постоянство величины / в пределах см1сек<а Тт см сек, характерны лишь для условий данного эксперимента, но общий ход кривых характеризует процесс в целом. При />/п всегда имеет место неравенство Г например, в приведенном конкретном случае при — 12 вт/см , I составляет всего около 4 вт/см . Отсюда видно, насколько ошибочно оценивать мощность ультразвукового излучателя, измеряя ее в докавитационном режиме, а затем экстраполируя по напряжению, приложенному к излучателю. К сожалению, именно [c.243]

Пьезоэлектрические преобразователи изготовляют из кристаллов кварца, сегнетовой соли, турмалина, керамики титаната бария (ВаТ10з), а также цирконата-титаната свинца ЦТС 1РЬ(2пТ1)Оз] и его производных. Прямой пьезоэффект заключается в появлении электрических зярялпв поп лействием механических деформаций. Обратный пьезоэлектрический эффект — способность названных материалов изменять свои геометрические размеры под действием электрического напряжения. Оба эффекта обратимы. В ультразвуковых установках небольшой мощности применяют излучатели типа Ланжевена. Преобразователь состоит из двух металлических накладок-пластин 2 и 3, между которыми зажата кварцевая или пьезокерамическая пластинка 1 (рис. 9). Возбуждение осуществляется таким образом, чтобы вся система работала как полуволновой излучатель 4. Металлические пластины действуют как массы, значительно понижающие частоту излучателя. Благодаря этому устраняется необходимость применения толстых пьезоэлементов и улуч- [c.20]

Знак его зависит от вида колебаний (по длине или по толщине). Имеются также кварцевые пластинки таких ориентаций, для которых температурный коэффициент равен нулю или весьма мал. Эти ориентации можно, как это показали Кога и др. [1105—1108] и Бехман [203, 205], найти исходя из свойств кварца. Этот вопрос очень важен при применении кварца в высокочастотных генераторах, ибо стабильность частоты является там основным требованием, предъявляемым к кварцу. В технике ультразвуковых излучателей, напротив, вопрос о температурной зависимости играет второстепенную роль. При исследованиях с применением ультразвука частота возбуждения кварца измеряется обычно электрическим волномером и непрерывно контролируется. При этом нужно, как правило, следить лишь за тем, чтобы не менялась частота электрического генератора. При излучении ультразвука большой мощности вследствие больших амплитуд колебаний кварца и диэлектрических потерь в нем, полностькг устранить которые никогда не удается, происходит столь сильный нагрев, что приходится принимать в расчет известное изменение частоты, которое в большинстве подобных исследований не учитывается. [c.89]

Для полноты изложения нужно указать, что Шмитц и Валдик [3997, 3998, 4000], которые занимались вопросом о дозиметрии в ультразвуковой терапии, предложили чисто электрический метод определения ультразвуковой мощности, отдаваемой излучателем в среду. Для этой цели они измеряют при помощи разработанного Валдиком особого метода акустическую мощность при постоянном напряжении источника сначала при ненагруженной головке (излучение в воздух) и затем при нагруженной, т. е. когда головка прижата к облучаемому телу. По разности полученных значений можно вычислить ультразвуковую энергию, воспринятую облучаемым объектом. К сожалению, этот метод, результаты которого не зависят от того, поглощается ли ультразвуковая энергия на некоторой глубине полностью или часть ее отдается обратно источнику, слишком сложен, чтобы его можно было непосредственно использовать в терапии. [c.571]

Глубоководная модификация бульдозера фирмы Комацу весит жа воздухе 34, а в воде — 27 т. Асинхронный трехфавный двигатель мощностью 170 л. с. размещен в герметичной капсуле, заполненной маслом. На бульдозере имеется локатор бокового обзора, следящий за топографией дна по курсу, и ультразвуковой излучатель для отслеживания местоположения машины. Рабочая зона оконтурена источниками ультразвуковых колебаний, позволяющими фиксировать координаты бульдозера на дне. [c.73]

Для ультразвуковых излучателей изменение частоты в небольших пределах не имеет существенного значения. При решении большинства задач в области ультразвука вполне допустимы изменения частоты в пределах от нескольких сот до нескольких тысяч герц. Тем не менее, как уже указывалось в предыдущем параграфе, при повышении температуры количество излученной ультразвуковой энергии может начать падать. Уменьшение отдачи часто происходит в установках, где получаются большие мощности ультразвука, а также в тех случаях, когда приходится применять кварц при высоких температурах исследуемой среды (исследование нагретой стали и т. п.). При этих условиях мы можем встретиться с большим ослаблением ультразвукового излучения. Обычно кварцевая пластинка тем или иным способом приклеивается к держателю. Если на цементируюнхее вещество сильно действует температура, то пластинка может отстать от держателя. [c.65]

Цилиндрические излучатели менее распространены, чем сферические. На рис. 40 показан ультразвуковой проходной аппарат УПХА, разработанный НИИ химического машиностроения, предназначенный для интенсификации химических процессов (полимеризации, окисления, восстановления и т. д.), а также для тонкого диспергирования в поточном режиме. Основной частью этого аппарата является трубчатый цилиндрический маг-нитострикционный излучатель, работаюш ий на окружных колебаниях (рис. 41). Внутрь излучателя помещается герметизированный тонкий стакан из нержавеющей стали, через который и протекает обрабатываемая жидкость. Излучатель изготовляется в двух видах с диаметром стакана 70 см (собственная частота 18 кгц) и 150 см (собственная частота 8 кгц). Подводимая к излучателю мощность — около 10 кет, охлаждение — водяное. [c.192]

Источником ультразвуковых колебаний служил генератор А-62411 с номинальной выходной мощностью 1,5 кет и частотой от 18 до30кг . Ультразвуковые колебания частотой 19,Бкгц от магнито-стрикционного преобразователя типа ПМ-1-1, 5Д-1 передавались в ванну, дном которой служила мембрана излучателя. Пьезоэлектрический щуп (зонд) для измерения интенсивности ультразвука имел высокую чувствительность, не зависящую от частоты колебаний. Кроме того, у него отсутствовала резко выраженная направленность как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, что позволяло избежать ошибки в определении звукового давления при встречном расположении излучателей. Конструкция зонда изображена на рис. 1. [c.183]

Явление зкачительного увеличения поглощения ультразвуковых волн конечной амплитуды в маловязких жидкостях, кроме важного научного значения, имеет существенный практический интерес. Это явление необходймо учитывать во всевозможных измерениях коэффициента поглощения ультразвуковых волн в жидкостях, при расчете длиннофокусных звуковых фокусирующих систем, при работе со средними и тем более большими интенсивностями ультразвука в маловязких жидкостях, например в воде. Отметим также, что это явление (наряду с кавитацией, см. ниже) может приводить к тому, что увеличение мощности излучателя в ряде случаев не приведет к росту дальности распространения акустических волн. [c.398]

Поскольку резонансная частота колеблющегося тела зависит от его геометрических размеров и упругих свойств материала, из которого оно выполнено, что, варьируя эти величины, можно подобрать резонансную частоту излучателя так, как это нам нужно, и в результате добиться значительного повышения амплитуды колебаний, а следовательно, и излучаемой акустической мощности и кпд. Именно поэтому, в отличие от широкополосных громкоговорителей, кпд ультразвуковых узкополосных (резонансных) излучателей составляет от 30 до 70%, т. е. в полезную звуковую мощность переходит от трети до двух третей подводимой электрической мощности. В диапазоне частот 5—30 кгг они могут создавать интенсивность 1—2 вт1см . [c.38]

Цементация в соляной ванне с применением ультразвука. Эффект ускорения твердой цементации под воздействием ультразвуковых колебаний известен еще из прежних работ [38—40]. Влияние ультразвука на цементацию в жидкой среде (Naa Os, Na l, Si ) было впервые изучено в ЭНИИМС Е. М. Морозовой и Б. Н. Батуриным [169, 170]. Озвучивание ванны осуществлялось при помощи системы магнитострикционных излучателей с волноводами мощностью 1,5 кет и частотой 23,7 кгц. Воздействие ультразвука привело к повышению скорости цементации при 870 в 2—2,5 раза при одновременном улучшении качества цементованного слоя (мельче зерно, выше твердость). Это ускорение цементации объясняется влиянием ультразвуковых колебаний как на диссоциацию солей, так и на абсорбцию и диффузию углерода в сталь. Интенсивное перемешивание расплава солей под воздействием ультразвуковых колебаний приводит к более полному использованию углеродсодержащего компонента — карбида кремния. [c.1006]

Разработаны и широко применяются электрические генераторы необходимой мощности для всего интересующего нас диапазона ультразвуковых частот [60], но они сравнительно сложны в эксплуатации и дороги, к. п. д. их составляет 30—50%. Поэтому стоимость электроэнергии повышенной частоты зна- чительно больше стоимости промышленной энергии. К. п. д. самих электроме- ханических преобразователей 30—60%. Следовательно,ультразвуковая энергия, вырабатываемая этими излу-чателями, обходится значительно дороже, чем энергия механических источников. Однако электромеханические источники звука имеют ряд преимуществ позволяют получать ультразвуки очень высоких частот (что пока не удается при помощи механических излучателей), работают более устойчиво, и их можно изготовить очень малых размеров (площадью в несколько мм ). Кроме того, излучатели не имеют вращающихся частей, не требуют применения газовых или жидкостных потоков и поэтому более удобны в эксплуатации. [c.293]

Существует много разновидностей Г. г., в том числе с дисковыми и щелевыми соплами для увеличения расхода газа и, следовательно, акустич. мощности однако последние имеют иони-я енный кпд (до 1—2%). Г. г. со сверхзвуковым соплом Лаваля может работать при более высоких перепадах давления (до 6 — 7 кгс/см2). На практике наибольшее распространение получили Г. г. с центральным стержнем, расположенным между соплом и резонатором (см. Газоструйные излучатели), к-рые обладают повышенным кпд и высокой стабильностью. Г. г. применяются в устройствах для акустич. коагуляции аэрозолей, пенога-шения, интенсификации процессов тепломассообмена в ультразвуковом поле и др. [c.77]

Если направить из глубины жидкости на ее поверхность пучок мощных высокочастотных (мегагерцевых) ультразвуковых волн, то образуется так называемый ультразвуковой фонтан. В верхней части такого фонтана происходит распыление жидкости с образованием тонкого и стойкого тумана (рис. 18). Поверхность фонтана находится в сильном турбулентном движении, а распыление жидкости сопровождается характерным шипящим звуком [34]. Вместе с туманом образуются и довольно крупные брызги [5]. Используя фокусирующие устройства (линзу, вогнутое зеркало), можно получить ультразвуковой фонтан и при сравнительно небольших мощностях излучения. Особенно удобны для этого фокусирующие излучатели, при помощи которых создается ультразвуковой фонтан правильной формы, причем энергетические затраты невелики, а следовательно, используются установки небольших габаритов [5—7 ]. Если мощности излучения фокусирующего излучателя невелики, структура ультразвукового фонтана выглядит так, как показано на рис. 19, а в основании фонтана имеется коническая часть, которую мы будем называть вспучиванием, в отличие от самой струи, как бы состоящей из бусинок сферической формы. С возрастанием частоты ультразвука диаметр бусинок уменьшается, от интенсивности звука (или напряжения на электродах излучателя) он не зависит. Область распыления расположена в нижней части струи, причем верхняя граница области находится на расстоянии нескольких миллиметров от конца вспучивания наиболее интенсивно распыление протекает в средней части области. [c.353]

А устико-топографически метод рассмотрен в п. 2.6.2. Здесь отметим, что для контроля используют установку, состоящую из серийного ультразвукового генератора мощностью около 0,5 кВт на частоте около 100 кГц, блока управления частотой и магнито-стрикционного или пьезоэлектрического излучателя, прижимаемого к ОК. Излучатель снабжен концентратором, имеющим сферическую поверхность контакта с ОК. Частоту генератора варьируют до совпадения с собственной частотой участка, отделенного дефектом от основной массы ОК. [c.232]

На последней лампе JI9 блока V собран усилитель полученных электрических пик с максимальным усилением напряжения в пике до 80 -f- 90 б. Его выход нагружается пьезоэлектрическим излучателем, создающим в модели короткие ультразвуковые импульсы В некоторых опытах обнаруживалась недостаточная мощность излучения ультразвука, поэтому в 1953 г. изготовили приставку в виде ждущего блокинга к схеме V, который нри низкоомном выходе обеспечивая па пьезоизлучателе импульсное напряжение около 500 в длительностью в 2 или 4 мксек. [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...