Wzmacniacz. Ultradzwieki

Wzmacniacz. Ultradzwieki

Ultradźwięki stosowane w przemyśle i medycynie obejmują zakres częstotliwości 16 KHz do 10 MHz z tendencją rosnącą. W różnych materiałach na małe odległości rozchodzą się fale ultradźwiękowe o częstotliwości przekraczającej 1 GHz.

Słuch dziecka i nastolatka obejmuje zakres częstotliwości do 20 kHz ale ludzie dorośli słyszą tylko do 15 KHz.

Zwierzęta używają ultradźwięków o częstotliwości do 160 KHz. Pies słyszy do częstotliwości 40 KHz a kot do 60 KHz. Nietoperze używają ultradźwięków do nawigacji w przestrzeni.

Ultradźwięki znalazły zastosowanie w wielu nowoczesnych technologiach wytwarzania.

W transducerach z efektem magnetostrykcyjnym pole magnetyczne wytwarzane przez cewkę do której przyłożone jest znaczne napięcie ultradźwiękowe powoduje zmiany wymiaru materiału magnetycznego rdzenia tej cewki. Dużą magnetostrykcje ma stop Permendum, mniejszą ale całkiem niemałą nikiel. Permendur ( 24% lub 49% kobaltu ) na największa indukcyjność nasycenia 2.3T wśród wszystkich miękkich materiałów magnetycznych W obwodzie rezonansowym należy użyć kondensatorów polipropylenowych o wystarczającej dobroci.

Roboczy kryształ piezoelektryczny transducera zmienia wymiary pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego. Odwrotny efekt piezoelektryczny wykorzystujemy w sensorze pracującym z reguły ze wzmacniaczem transkonduktancyjnym.

W generatorach mocy wzbudzających ultradźwiękowe transducery tranzystory mocy pracują w półmostkach lub mostkach w klasie przełącznikowej D zwłaszcza przy dużych mocach lub pojedynczo w klasie C. Pętla dodatniego sprzężenia zwrotnego generatora mocy z reguły obejmuje transducer co pozwala na prace w rezonansie z dużą sprawnością. Stosowane są obwody dopasowujące LC.

W zakresie dużych częstotliwości i dużych mocy nadal dominują lampy elektronowe.

Najmocniejsze masowo produkowane lampy elektronowe mocy EL509-519 i PL dla zasilania szeregowego 300 mA ( = radzieckie 6P45S do Rubinów) do układów odchylania poziomego kolorowych odbiorników TV bardzo dobrze nadają się na zakresy krótkofalowe wzmacniaczy mocy co zauważyli krótkofalowcy. W odróżnieniu od lamp nadawczych są tanie a napięcia anodowe nie są wysokie co jest wygodne.

Zastosowanie	Opis	Zakres mocy Watt	Zakres częstotliwości KHz
Ultradźwiękowe czyszczenie i odtłuszczanie	Kawitacyjne mycie przedmiotów w myjce ultradźwiękowej w odpowiednim roztworze	Typowo 50 do 25 000 a najczęściej 100 watów na galon roztworu w myjce	20-40
Wiercenie, ciecie i polerowanie twardych i kruchych materiałów	Agresywna mechanicznie zawiesina między narzędziem a materiałem penetruje materiał	50-2000	16-30
Lutowanie i zgrzewanie	Wibrujące ultradźwiękowo lutowie usuwa tlenki eliminując potrzebę topnika Dociśnięte do siebie różne uplastycznione materiały trwale się łączą	0.5-250	16-30
Spawanie metali i plastików	Wibrujące narzędzie wytwarza wysoką temperaturę na styku obu materiałów	10..1000	16-30
Emulsyfikacja, dyspersja, homogenizacja	Mieszanie i homogenizacja cieczy, zawiesin i kremów	100-2000	16-1000
Sterowanie i pomiary, alarmy, zliczanie	Przerwanie lub odchylenia promienia i jego tłumienie	0.1-50	16-45
Detekcja przedmiotu	Wyznaczenie rozmiaru i lokalizacji przedmiotów w cieczy echem impulsowym	0.5-20	1000-10000
Medycyna: Chirurgia i diagnostyka	Ultradźwiękowe noże chirurgiczne do cięcia tkanek. Lokalizowanie obszarów nowotworów impulsowym echem	1..1000	100-10000