|
Ультразвуковые излучатели, Согласование с воздушной средой |
|
|
|
Dec 11 2014, 20:13
|
Частый гость
Группа: Свой
Сообщений: 147
Регистрация: 24-01-07
Пользователь №: 24 741
|
Имеется задача сделать достаточно мощный ультразвуковой излучатель для работы в воздухе. Фото 50-ватного 20 кГц преобразователя в прикрепленном файле. На втором фото показаны маленькие 25 кГц излучатели с которыми я провел несколько экспериментов, пытаясь понять как они работают. На фото слева направо: излучатель в сборе, излучатель со снятым корпусом, излучатель с оторванным излучателем и сам излучатель в профиль. Излучатель представляет из себя конус из неупругого металла (какой-то сплав алюминия 0.15 мм) залитый под край силиконовым герметиком. Что я делал со всем этим: 1. Удалил излучатель (был приклеен каплей эпоксидного клея). Результат - уход резонанса чуть вверх (точно не помню, но в пределах 5%) и падение мощности излучения как минимум в 100 раз. 2. Удалял герметик. Мощность излучения падала в 2-3 раз, но работало. 3 Делал излучатели другого диаметра и массы. Возникали дополнительные резонансы, но мощность излучения там не превышала 1/10 от основной частоты резонанса пьезоэлемента. Буду благодарен за советы как сделать излучатель для большого преобразователя или ссылки на литературу по этому вопросу (именно про согласование с воздушной средой).
|
|
|
|
|
Dec 16 2014, 09:41
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 256
Регистрация: 15-04-13
Из: Казахстан, г. Алматы
Пользователь №: 76 504
|
Цитата(Энтомолог @ Dec 11 2014, 23:13) Имеется задача сделать достаточно мощный ультразвуковой излучатель для работы в воздухе. Фото 50-ватного 20 кГц преобразователя в прикрепленном файле. Буду благодарен за советы как сделать излучатель для большого преобразователя или ссылки на литературу по этому вопросу (именно про согласование с воздушной средой). Вам нужно определиться со своими потребностями. 50 Вт! Вы для пайки хотите его использовать? Согласование с воздушной средой в каком объёме воздуха? Почему именно 20 кГц? Только из-за того, что такой излучатель имеется у Вас в наличии? Я не придираюсь. Просто определение "воздух" мало подходит для выбора конструкции согласующего устройства. Для ответа нужно задать расстояние от излучателя, на котором будет выделяться указанная мощность, и объём. Если не ошибаюсь, то этот излучатель формировал ультразвуковую волну в жидкости.
|
|
|
|
|
Dec 17 2014, 03:32
|
Частый гость
Группа: Свой
Сообщений: 147
Регистрация: 24-01-07
Пользователь №: 24 741
|
Цитата(VNS @ Dec 16 2014, 12:41) Вам нужно определиться со своими потребностями. Использовать для пайки не буду. Объем воздуха не ограничен, на открытом пространстве излучатель будет работать или в большом помещении. 20кГц - это оптимальная частота для нас. 25 высоковато, ниже 20 уже сильно слышно. 50W генерируется в излучателе. Очень хочется, чтобы большая часть ее все же излучалась. В плане диаграммы направленности, интересует как вариант узконаправленный (градусы), так и более широкий (десятки градусов). Именно этот излучатель пока нигде ничего не формировал, он новый, куплен в магазине. В воде он должен работать лучше, т.к. скорости звука в воде и алюминии ближе и, самое главное, как я понимаю, плотность воды намного ближе к аллюминию, чем к воздуху. В маленьких излучателях проблема с воздушной средой решена, я ищу информацию по расчету подобных систем, чтобы применить это все с большим излучателем.
|
|
|
|
|
Dec 18 2014, 13:14
|
Частый гость
Группа: Свой
Сообщений: 147
Регистрация: 24-01-07
Пользователь №: 24 741
|
Цитата(HardEgor @ Dec 17 2014, 15:38) Расчет подобных систем требует теоретической подготовки, например Г. Кайно Акустические волны Мощные системы обычно делают на электромеханических резонаторах. А чем вам мой 50Вт пьезоэлектрический преобразователь (на фото) не нравится?! Меня он устраивает. Спасибо за подсказку про книгу. Действительно большая и увлекательная, но по теме я там информации не нашел. Буду благодарен, если уточните: http://ns2.megahost.su/g/%D0%9A%D0%B0%D0%B...%D0%BE%20%D0%93.
|
|
|
|
|
Jul 4 2016, 19:24
|
Группа: Новичок
Сообщений: 1
Регистрация: 4-07-16
Пользователь №: 92 428
|
Цитата(Энтомолог @ Dec 17 2014, 06:32) Объем воздуха не ограничен, на открытом пространстве излучатель будет работать или в большом помещении. 20кГц - это оптимальная частота для нас. 25 высоковато, ниже 20 уже сильно слышно. 50W генерируется в излучателе. Очень хочется, чтобы большая часть ее все же излучалась. В плане диаграммы направленности, интересует как вариант узконаправленный (градусы), так и более широкий (десятки градусов). Поясните, пожалуйста, получилось у вас решить свою задачу и как?
|
|
|
|
|
Aug 2 2016, 17:10
|
Группа: Участник
Сообщений: 11
Регистрация: 17-08-15
Пользователь №: 88 016
|
имеется следующие вопросы касательно эксплуатации УЗ приемников и передатчиков: 1)устойчивость к агрессивным условиям, а именно, вибрации (ориентировочно, 1-2 g, частота до 22-30 гц), растворы солей; 2)температурный дрейф частоты резонанса, ее изменение со временем работы; 3) продолжительность беспрерывной работы; интересуют конкретные модели мощностью порядка 0,5-1вт, частота в диапазоне 40-65 КГц. Задача - измерение расстояний порядка 1-2 метров. так же интересуют вопросы проектирования излучателей и антенн (хорошо бы конкретный пример расчета)...
Сообщение отредактировал v.s. - Aug 2 2016, 17:13
|
|
|
|
|
Aug 2 2016, 19:03
|
Профессионал
Группа: Участник
Сообщений: 1 072
Регистрация: 11-12-12
Пользователь №: 74 815
|
Цитата(v.s. @ Aug 2 2016, 21:10) имеется следующие вопросы касательно эксплуатации УЗ приемников и передатчиков: 1)устойчивость к агрессивным условиям, а именно, вибрации (ориентировочно, 1-2 g, частота до 22-30 гц), растворы солей; 2)температурный дрейф частоты резонанса, ее изменение со временем работы; 3) продолжительность беспрерывной работы; интересуют конкретные модели мощностью порядка 0,5-1вт, частота в диапазоне 40-65 КГц. Задача - измерение расстояний порядка 1-2 метров. так же интересуют вопросы проектирования излучателей и антенн (хорошо бы конкретный пример расчета)... Если посчитать ускорение в пьезоэлементе, то 2 g становится не актуально. Все остальные параметры ведает лишь производитель керамики, например http://www.elpapiezo.ru/elements.html. У них есть буклеты с параметрами материалов. Для большой мощности используются жесткие материалы. Излучатель и антенна для звука это одно и тоже. Только для хороших приемников используется немного другой материал.
Сообщение отредактировал Corner - Aug 2 2016, 19:10
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|