Неоднократно каждый из нас слышал выражение "ультразвук" - в данной статье мы рассмотрим что это, как создается, и для чего он нужен.

Понятие "ультразвук"

Ультразвук - это механические колебания, которые находятся значительно выше той области частот, которую слышит ухо человека. Колебания ультразвука чем-то напоминают волну, похожую на световую. Но, в отличие от волн светового типа, которые распространяются только в вакууме, ультразвуку нужна упругая среда - жидкость, газ или любое другое твердое тело.

Основные параметры ультразвука

Основными параметрами ультразвуковой волны принято считать длину волны и период. Время, которое требуется для полного цикла, принято называть периодом волны, измеряется оно в секундах.

Мощнейшим генератором ультразвуковых волн считается УЗ-излучатель. Человеку не под силу слышать ультразвуковую частоту, но его организм способен ее чувствовать. Если говорить другими словами, то человеческое ухо воспринимает ультразвуковую частоту, но участок мозга, отвечающий за слух, не в силах сделать расшифровку этой звуковой волны. Для человеческого слуха неприятна высокая частота, но, если поднять частоту на еще один диапазон, то звук полностью исчезнет - несмотря на то, что в УЗ-частоте он есть. И мозг прилагает усилия, чтобы безуспешно его раскодировать, из-за этого у человека возникает жуткая головная боль, головокружение, тошнота и другие не совсем приятные ощущения.

Генераторы ультразвуковых колебаний используются во всех областях техники и науки. Например, ультразвуку под силу не только постирать белье, но и сваривать металл. В современном мире УЗ активно применяется в сельскохозяйственной технике для отпугивания грызунов, поскольку организм большинства животных приспособлен к общению с себе подобными на ультразвуковой частоте. Также следует сказать, что генератор ультразвуковых волн способен отпугивать и насекомых - сегодня многие производители выпускают такого рода электронные репелленты.

Разновидности ультразвуковых волн

Ультразвуковые волны бывают не только поперечные или продольные, но и поверхностные и волны Лэмба.

Поперечные УЗ волны - это волны, которые движутся перпендикулярно плоскости направления скоростей и смещений частиц тела.

Продольные УЗ волны - это волны, движение которых совпадает с направлением скоростей и смещений частиц среды.

Волна Лэмба - это упругая волна, которая распространяется в твердом слое со свободными границами. Именно в этой волне происходит колебательное смещение частиц как перпендикулярно плоскости пластины, так и в направлении движения самой волны. Именно волна Лэмба - это нормальная волна в платине со свободными границами.

Рэлеевские (поверхностные) УЗ волны - это волны с эллиптическим движением частиц, которые распространяются на поверхности материала. Скорость поверхностной волны составляет почти 90% от скорости движения волны поперечного типа, а ее проникновение в материал равно самой длине волны.

Использование ультразвука

Как уже выше говорилось, разнообразное использование УЗ, при котором применяются самые различные его характеристики, условно можно разделить на три направления:

1. получение информации;
2. активное воздействие на вещество;
3. обработка и передача сигналов.

Следует учитывать, что при каждом конкретном применении необходимо выбирать УЗ определенного частотного диапазона.

Воздействие ультразвука на вещество

Если материал или вещество попадает под активное воздействие УЗ-волн, то это приводит к необратимым в нем изменениям. Это обусловлено нелинейными эффектами в звуковом поле. Такой тип воздействия на материал популярно в промышленной технологии.

Получение информации при помощи УЗ-методов

Ультразвуковые методы сегодня широко применяются в различного рода научных исследованиях для тщательного изучения строения и свойств веществ, а также для полного понимания проходящих в них процессов на микро- и макроуровнях.

Все эти методы главным образом основаны на зависимости скорости распространения и затухания акустических волн от происходящих в них процессах и от свойств веществ.

Обработка и передача сигналов

Ультразвуковые генераторы используются для преобразования и аналоговой обработки различного рода электрических сигналов во всех отраслях радиоэлектроники и для контроля световых сигналов в оптике и оптоэлектронике.

Ультразвуковой излучатель своими руками

В современном мире ультразвуковой генератор используется достаточно широко. Например, в промышленности используются для быстрой и качественной очистки чего-либо. Следует сказать, что такой метод очистки зарекомендовал себя только с лучшей стороны. Сегодня ультразвуковой генератор набирает популярность в использовании и в других целях.

Сборка схемы УЗГ для отпугивания собак

Многие жители мегаполисов страны ежедневно сталкиваются с довольно-таки ощутимой проблемой встречи стаи бродячих собак. Заранее предугадать поведение стаи невозможно, поэтому здесь придет в помощь УЗГ.

В данной статье мы с вами разберем как сделать ультразвуковой

Для создания УЗГ в домашних условиях потребуются такие детали:

• печатная плата;
• миркосхема;
• радиотехнические элементы.

Самостоятельно собрать схему не составит большого труда. Для того чтобы была возможность управлять импульсами, следует закрепить при помощи паяльника к конкретным ножкам микросхемы радиодетали.

Разберем конструкцию генератора ультразвуковой частоты высокой мощности. В качестве генератора УЗ-частоты работает микросхема D4049, которая имеет 6 логическиХ интерторов.

Зарубежную микросхему можно заменить на аналог отечественного производства К561ЛН2. Для подстройки частоты требуется регулятор 22к, при помощи его УЗ можно снижать до слышимой частоты. На выходной каскад, благодаря 4-м биополярным транзисторам со средней мощностью, поступают сигналы с микросхемы. Особого условия по выбору транзисторов нет, здесь главное выбрать максимально близкие по параметрам комплементарные пары.

Практически любая ВЧ-головка, которая имеет мощность от 5 ватт, может быть использована в качестве излучателя. Идеальным вариантом станут отечественные головки типа 10ГДВ-6, 10ГДВ-4 или 5ГДВ-6, их с легкостью можно найти во всех акустических системах производства СССР.

Сделанную своими руками схему генератора УЗ осталось только спрятать в корпус. Контролировать мощность ультразвукового генератора поможет металлический рефлектор.

Схема ультразвукового генератора

В современном мире для отпугивания собак, насекомых, грызунов, а также для высококачественной стирки принято использовать генератор ультразвуковой. УЗГ также используется для того, чтобы значительно сократить временные затраты при промывке и травлении печатных плат. Химические процессы в жидкости протекают значительно быстрее благодаря кавитации.

В основе схемы УЗГ состоят два импульсных генератора прямоугольной формы и усилитель мощности мостового вида. На логических элементах типа DD1.3 и DD1.4 устанавливается перестраиваемый генератор импульсов УЗ частоты формы меандр. Следует помнить, что его рабочая частота напрямую зависит только от общей сопротивляемости резисторов R4 и R6, а также от емкости конденсатора С3.

Запомните правило: чем меньше частота, тем больше сопротивление этих резисторов.

На элементах DD1.1 и DD1.2 сделан генератор НЧ, который имеет рабочую частоту 1 Гц. Между собой генераторы связаны при помощи резисторов R3 и R4. Для того чтобы достичь плавного изменения частоты высокочастотного генератора нужно использовать конденсатор С2. Здесь также следует запомнить один секрет - если конденсатор С2 зашунтировать с помощью переключателя SA1, то частота генератора высоких частот станет постоянной.

Использование ультразвука: широчайшая сфера применения

Как все мы знаем, ультразвук в современном мире где только не используется. Наверняка каждый из нас хоть раз в жизни проходил процедуру УЗИ (ультразвукового исследования). Следует добавить, то именно благодаря УЗИ доктора могут обнаружить возникновение заболеваний органов человека.

Ультразвук активно применяется в косметологии для эффективного очищения кожного покрова не только от грязи и жира, но и от эпителия. К примеру, ультразвуковой фонофорез успешно используется в салонах красоты как для питания и очищения, так и для увлажнения и омоложения кожного покрова. Методика применения УЗ-фонофореза усиляет за счет действия ультразвуковой волны защитные механизмы кожи. Косметические процедуры с применением ультразвука считаются универсальными и подходят для всех типов кожи. Ультразвуковой фонофорез вторит чудеса!

Ультразвуковой генератор пара активно используется не только в турецких хаммамах, финских саунах, но и в наших современных русских банях. Благодаря пару наше тело эффективно очищается от невидимой грязи, наш организм избавляется от токсинов и шлаков, оздоравливаются кожа и волосы, пар положительно влияет на органы дыхания человека.

Генераторы искусственного тумана активно используются для повышения влажности воздуха в помещениях, что благотворно влияет на климат в квартире. Особенно актуальным это стает в холодное время года, когда централизованное отопление пересушивает воздух. Используют генераторы искусственного тумана как в жилых помещениях, так и террариуме или зимнем саду. Специалисты советуют иметь ультразвуковой генератор тумана людям с заболеваниями дыхательных путей или склонными к аллергическим заболеваниям.

Вывод

В домашнем использовании ультразвуковой генератор пара или тумана - это очень полезный прибор, который не только создаст комфорт и уют, но и сможет обогатить воздух невидимыми глазу витаминами, легкими отрицательными аэроионами, которых так много на морском берегу, в горах или в лесу и крайне мало внутри наших квартир. А это, в свою очередь, будет способствовать повышению эмоционального состояния и улучшению здоровья.

Очистить предметы от ржавчины, грязи, налета поможет ультразвуковая ванна, изготовить которую можно своими руками. Для этого необходимо иметь определенное количество материалов и строго следовать правилам технологии изготовления прибора. Это достаточно простое устройство, позволяющее быстро и эффективно избавится от загрязнений на различных деталях, узлах и инструментах. Применяется прибор для изделий, чистка которых механическим способом категорически запрещается.

Что такое ультразвуковая ванна? Типы загрязнений

Ультразвуковая ванна представляет собой емкость, изготовленную из легированной стали, стандартного объема в 2 литра, что позволяет поместить туда единовременно несколько предметов небольшого размера. Для работы в условиях промышленного масштаба применяют ванны на 10 и 15 литров.

В основе работы устройства лежит воздействие на детали ультразвуком, частота колебаний которого превышает 18 кГц. После включения механизма жидкость, наливаемая в емкость, под действием генерации наполняется большим количеством пузырьков. Образовавшиеся молекулярные шарики воздуха плотно обволакивают погруженное изделие, притягивают грязь, лопаются под давлением. Использование такой технологии позволяет очистить самые недоступные для ручной обработки места. При этом не повреждается целостность поверхности и конструкции в целом.

Эффективно применение ультразвуковых ванн для удаления:

• пленочных материалов;
• защитных покрытий;
• твердых налетов (нагаров, окислений, абразивных частиц).

При попадании в емкость любой элемент, покрытый плотным слоем коррозии, легко очищается от ржавчины.

В конструкцию ультразвуковых устройств входит три элемента. Излучатель является основным механизмом. Он преображает электрические колебания тока в механические, которые при попадании в жидкость воздействуют через стенки емкости на очищаемое изделие.

Излучатель работает в системе импульсной подачи, очень важно в перерывах между толчками следить за стабильностью условий. Весь проходящий процесс полностью контролируется. В зависимости от сложности загрязнения есть возможность установить нужное время, частоту и степень воздействия.

Качественная обработка деталей также зависит от исправности функционирования:

• генератора частот – выступающего в качестве источника появления вибрации;
• нагревательного элемента – поддерживающего постоянную температуру жидкости в 70 градусов.

Некоторые конструкции не предусматривают наличия последнего структурного компонента.

Область применения ультразвуковых ванн

Ультразвуковые ванные получили широкое применение во многих областях промышленности. Востребованность устройств обусловлена получением более действенного результата по сравнению с традиционными методами очистки.

Приборы активно эксплуатируются в следующих сферах:

• медицине – для стерилизации хирургических и лабораторных инструментов;
• ювелирном производстве – для очищения драгоценных металлов, потерявших привлекательность внешнего вида;
• типографии и ремонте оргтехники – для промывки струйных элементов и печатных головок принтеров, плоттеров, МФУ;
• машиностроении – для удаления загрязнений с крупногабаритных деталей и узлов;
• химической промышленности – для ускорения реакционных процессов, при смешивании жидких растворов.

Сотрудники автосервисов используют ультразвуковую ванну при промывке инжекторов, карбюраторов, фильтров, форсунок. При ремонте компьютерной техники и мобильных телефонов такие приборы зарекомендовали себя как наиболее эффективные механизмы. Их применяют для удаления флюсовых наростов с мельчайших деталей. Целесообразно удалять налет со всех видов смесителей для ванной , металлических креплений к ним.

Преимущества применения

Если сравнивать с другими устройствами, схема ультразвуковой ванны, которая может быть составлена при условии знания базовых азов физики и электроники, имеет ряд преимуществ. Прибор достаточно прост в эксплуатации, для работы требуется просто наполнить емкость специальной жидкостью и можно начать процесс очистки.

Качественный эффект достигается за счет:

• высокой степени устранения загрязнений даже в труднодоступных местах;
• хороших показателей производительности – результат достигается через 2-3 мин нахождения детали в емкости;
• отсутствия любых повреждений поверхностей по окончании процесса.

Очищение всех предметов осуществляется мягкими жидкими средствами, не имеющими в составе абразивных и агрессивных веществ. Поэтому целостность деталей остается невредимой.

Критерии выбора

Перед покупкой ультразвуковой ванны необходимо определиться с целями использования устройства. От этого будет зависеть не только объем емкости, но и цена прибора. Самые дорогие варианты для обработки крупных деталей могут быть оснащены системами автоматики и сенсорным управлением.

При выборе подходящего по функциям и характеристикам механизма следует учитывать наличие в конструкции нагревательного прибора. Он помогает достичь более качественного результата. При этом если в состав жидкости входит дезинфицирующие компоненты, необходимости в постоянной поддержке и нагревании температурных показателей нет. Также важно понять, каков будет размер изделий, требующих обработки. Чем крупнее элементы, тем больше должна быть емкость ванны.

Для удобства пользования можно приобрести ультразвуковой прибор, оснащенный таймером. Стоит такой вариант немного дороже, но позволяет контролировать и задавать определенное время на выполнении процедуры.

Стоит отметить: в процессе эксплуатации специалисты рекомендуют использовать специальные корзины, стаканы. При погружении это обеспечит надежную защиту емкости от механических повреждений.

Материалы для изготовления ультразвуковой ванны своими руками

Ультразвуковую ванну можно купить или собрать своими руками. Чтобы самостоятельно сконструировать устройство для очистки, необходимо определиться со списком материалов и тщательно изучить технологию изготовления, которая показана на многих видео в интернете. Для монтажа устройства понадобятся:

• емкость или любой каркас из нержавеющей стали, служащий основой для погружения изделий;
• небольшая трубка из прочной пластмассы или стекла;
• нанос для подачи жидкости в тару;
• магнит круглой формы (можно снять со старых динамиков);
• катушка со стержнем из феррита;
• керамический или фарфоровый сосуд;
• трансформатор импульсного типа.

Также необходима жидкость для ультразвуковой ванны, которая в дальнейшем будет использоваться.

Технология изготовления

При наличии всех деталей и материалов можно приступать к процессу изготовления. Работа начинается с наматывания катушки на стеклянную или пластмассовую трубку. При этом ферритовый стержень должен свободно свисать, его не требуется жестко фиксировать. К концу стрежня крепится магнит. В результате работы получается конструкция магнитострикционного преобразователя или излучателя.

На дне керамического или фарфорового сосуда сверлятся отверстия. Они необходимы для вставки заранее изготовленного излучателя. После этого сосуд фиксируется в емкости. Далее необходимо прикрепить трубы для подачи и слива жидкости.

Стоит отметить: раствор для ультразвуковых ванн поступает лучше и быстрее при наличии встроенного насоса.

Импульсный трансформатор обеспечивает более эффективное функционирование прибора за счет поднятия напряжения. Прибор можно достать из старого телевизора или компьютера.

После сборки приступают к экспериментальному запуску устройства. В случае обнаружения неисправности могут быть устранены сразу. При этом нужно учитывать следующие правила:

• перед запуском осуществить внешний осмотр прибора;
• нельзя работать с агрегатом при отсутствии жидкости – это может привести к разрыву стрежня на куски;
• запрещено трогать руками изделия, находящие в сосуде в процессе очищения.

Ультразвук требует крайне осторожно обращения при соблюдении правил электрической и пожарной безопасности.

Для генерации ультразвука применяются специальные излучатели магнитострикционного типа. К основным параметрам устройств относится сопротивление и проводимость. Также учитывается допустимая величина частоты. По конструкции устройства могут отличаться. Также надо отметить, что модели активно применяются в эхолотах. Чтобы разобраться в излучателях, важно рассмотреть их схему.

Схема устройства

Стандартный магнитострикционный излучатель ультразвука состоит из подставки и набора клемм. Непосредственно магнит подводится на конденсатор. В верхней части устройства имеется обмотка. У основания излучателей часто устанавливается зажимное кольцо. Магнит подходит только неодимового типа. В верхней части моделей располагается стержень. Для его фиксации применяется кольцо.

Кольцевая модификация

Кольцевые устройства работают при проводимости от 4 мк. Многие модели производятся с короткими подставками. Также надо отметить, что существуют модификации на полевых конденсаторах. Чтобы собрать магнитострикционный излучатель своими руками, применяется обмотка соленоида. При этом клеммы важно устанавливать низкого порогового напряжения. Ферритовый стрежень целесообразнее подбирать небольшого диаметра. Зажимное кольцо ставится в последнюю очередь.

Устройство с яром

Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно просто. В первую очередь заготавливается стойка под стержень. Далее важно вырезать подставку. Для этого можно использовать металлический диск. Специалисты говорят о том, что подставка в диаметре должна быть не более 3.5 см. Клеммы для устройства подбираются на 20 В. В верхней части модели фиксируется кольцо. При необходимости можно намотать изоленту. Показатель сопротивления у излучателей данного типа находится в районе 30 Ом. Работают они при проводимости не менее 5 мк. Обмотка в данном случае не потребуется.

Модель с двойной обмоткой

Устройства с двойной обмоткой производятся разного диаметра. Проводимость у моделей находится на отметке 4 мк. Большинство устройств обладает высоким волновым сопротивлением. Чтобы сделать магнитострикционный излучатель своими руками, используется только стальная подставка. Изолятор в данном случае не потребуется. Ферритовый стержень разрешается устанавливать на подкладку. Специалисты рекомендуют заранее заготовить уплотнительное кольцо. Также надо отметить, что для сборки излучателя потребуется конденсатор полевого типа. Сопротивление на входе у модели должно составлять не более 20 Ом. Обмотки устанавливаются рядом со стержнем.

Излучатели на базе отражателя

Излучатели данного типа выделяются высокой проводимостью. Работают модели при напряжении 35 В. Многие устройства оснащаются полевыми конденсаторами. Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно проблематично. В первую очередь надо подобрать стержень небольшого диаметра. При этом клеммы заготавливаются с проводимостью от 4 мк.

Волновое сопротивление в устройстве должно составлять от 45 Ом. Пластина устанавливается на подставке. Обмотка в данном случае не должна соприкасаться с клеммами. В нижней части устройства обязана находиться круглая подставка. Для фиксации кольца часто применяется обычная изолента. Конденсатор напаивается над манганитом. Также надо отметить, что кольца иногда применяются с накладками.

Устройства для эхолотов

Для эхолотов часто используется магнитострикционный излучатель УЗ. Как приготовить модель своими руками? Самодельные модификации производятся с проводимостью от 5 мк. у них в среднем равняется 55 Ом. Чтобы изготовить мощный ультразвуковой стержень применяется на 1.5 см. Обмотка соленоида накручивается с малым шагом.

Специалисты говорят о том, что стойки под излучатели целесообразнее подбирать из нержавейки. При этом клеммы применяются с малой проводимостью. Конденсаторы подходят разного типа. у излучателей находится на отметке 14 Вт. Для фиксации стержня используются резиновые кольца. У основания устройства накручивается изолента. Также стоит отметить, что магнит надо устанавливать в последнюю очередь.

Модификации для рыболокаторов

Устройства для рыболокаторов собираются только с проводными конденсаторами. Для начала требуется установить стойку. Целесообразнее применять кольца диаметром от 4.5 см. Обмотка соленоида обязана плотно прилегать к стержню. Довольно часто конденсаторы припаиваются у основания излучателей. Некоторые модификации производятся на две клеммы. Ферритовый стрежень обязан фиксироваться на изоляторе. Для укрепления кольца используется изолента.

Модели низкого волнового сопротивления

Устройства низкого волнового сопротивления работают при напряжении 12 В. У многих моделей имеются два конденсатора. Чтобы собрать прибор, генерирующий ультразвук, своими руками, потребуется стержень на 10 см. При этом конденсаторы на излучатель устанавливаются проводного типа. Обмотка накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что для сборки модификации потребуется клемма. В некоторых случаях используются полевые конденсаторы на 4 мк. Параметр частоты будет довольно высокий. Магнит целесообразнее устанавливаться над клеммой.

Устройства высокого волнового сопротивления

Излучатели ультразвука высокого сопротивления хорошо подходят для приемников короткой волны. Собрать самостоятельно устройство можно только на базе переходных конденсаторов. При этом клеммы побираются высокой проводимости. Довольно часто магнит устанавливается на стойке.

Подставка для излучателя применяется малой высоты. Также надо отметить, что для сборки устройства используются один стрежень. Для изоляции его основания подойдет обычная изолента. В верней части излучателя обязано находиться кольцо.

Стержневые устройства

Схема стержневого типа включает в себя проводник с обмоткой. Конденсаторы разрешается применять разной емкости. При этом они могут отличаться по проводимости. Если рассматривать простую модель, то подставка заготавливается круглой формы, а клеммы устанавливаются на 10 В. Обмотка соленоида накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что магнит подбирается неодимового типа.

Непосредственно стержень применяется на 2.2 см. Клеммы можно устанавливать на подкладке. Также надо упомянуть о том, что существуют модификации на 12 В. Если рассматривать устройства с полевыми конденсаторами высокой емкости, то минимальный диаметр стержня допускается 2.5 см. При этом обмотка должна накручиваться до изоляции. В верхней части излучателя устанавливается защитное кольцо. Подставки разрешается делать без накладки.

Модели с однопереходными конденсаторами

Излучатели данного типа выдают проводимость на уровне 5 мк. При этом показатель волнового сопротивления у них максимум доходит до 45 Ом. Для того чтобы самостоятельно изготовить излучатель, заготавливается небольшая стойка. В верхней части подставки обязана находиться накладка из резины. Также надо отметить, что магнит заготавливается неодимового типа.

Специалисты советуют устанавливать его на клей. Клеммы для устройства подбираются на 20 Вт. Непосредственно конденсатор устанавливается над накладкой. Стержень используется диаметром в 3.3 см. В нижней части обмотки должно находиться кольцо. Если рассматривать модели на два конденсатора, то стержень разрешается использовать с диаметром 3.5 см. Обмотка должна накручиваться до самого основания излучателя. В нижней части стоки клеится изолента. Магнит устанавливается в середине стойки. Клеммы при этом должны находиться по сторонам.

Принесли нерабочую ультразвуковую ванну, попросили посмотреть, можно ли её отремонтировать. Сразу сказали, что уже «заглядывали внутрь» и что она даже работала после этого. Проблема, вроде бы в излучателе. Соглашаюсь «посмотреть», хоть опыта по ремонту подобной техники почти никакого, но, надо полагать, поиск поломок всегда примерно одинаков – последовательный осмотр и проверка деталей на целостность.

Начинаю с внешнего осмотра. Повреждений корпуса нет, внутри ничего не болтается и не гремит, сетевой переключатель перещёлкивается без заеданий. На передней панели имеется русскоязычная наклейка «Ванна ультразвуковая УЗИ-1.5-100» (рис.1 и рис.2 ). Провод питания выходит через днище (рис.3 ), никакого управления временем работы и мощностью нет – только выключатель питания и индикация включения.

Ванна хоть и называется по-русски «УЗИ-1.5-100», а на задней стенке корпуса приклеен длинный стикер (рис.4 ), на котором англицкими буквами написано, что это ULTRASONIC CLEANER и приведены некоторые технические характеристики (выходная мощность 50 Вт, частота преобразователя – 40 кГц, объём ванны – 1,3 литра, питание – 220 В, 50 Гц). А ещё чуть ниже имеются предупреждения о том, что температура воды должна быть не выше 70 гр. по Цельсию, что нельзя включать устройство без воды и что при доставании предметов из ванны и погружении в неё, устройство должно быть выключено (рис.5 ).

Разбирается ванна через донышко, прикрученное к корпусу 6-ю винтами М4. Прозвонка тестером шнура питания и сетевого выключателя никаких проблем не выявила.

Смотрю дальше. Плата электроники установлена на донышке на трёх пластиковых стойках (рис.6 ), проводники питания и индикации режима работы коммутируются через пластиковый четырёхштырьковый разъём (на рисунке 7 он нижний), выводы пьезоизлучателя подключаются к двум ножевым разъёмам (на рисунке 7 провода в изоляции красного и чёрного цвета в верхней части фото). В корпусе ванны остаются сетевой выключатель и гнездо под светодиод, индицирующий включение питания, всё остальное свободно вынимается (рис.8 ).

Провод заземления (на рисунке 9 в жёлто-зелёной изоляции) просто подсунут под пластиковый хомут, который крепится к днищу крепёжным винтом и прижимает провод к корпусу.

На фотографиях виден некий серый налёт на металлическом днище, но сама плата электроники находится в более-менее нормальном состоянии – налёт мелкий и редкий, легко убирается кисточкой, потёков на плате нет, ржавчины на металлических выводах элементов тоже (рис.10 ). Только со стороны печати видны остатки флюса в некоторых местах (рис.11 ).

Похоже, что сначала паялись все мелкие элементы, плата промывалась, а потом были впаяны транзисторы (рис.12 ), дроссель фильтра сетевого питания (рис.13 ), трансформатор и дроссель преобразователя. И плата уже «не мылась».

После очистки платы и проведения более тщательного осмотра никаких внешних признаков повреждения найдено не было. При позвонке тестером поочерёдно всех элементов обнаружилось, что пятиваттный трёхомный резистор находится «в обрыве» (белый керамический прямоугольник на рисунке 7 вверху). Все остальные детали целые. Резистор менять пока не стал, начал осматривать пьезоизлучатель, приклеенный к днищу моечной ванны (рис.14 ) и вот тут нашлась самая главная и самая нехорошая неисправность – возле одного из выводов видна копоть и сам пьезоэлемент в этом месте частично разрушен (рис.15 ). Измерение сопротивления по выводам излучателя показывает около 10 кОм – это, скорее всего, «звонится» сажа. Также виден обломанный контактный лепесток и по внешнему виду пайки заметно, что провода уже перепаивались.

Звоню хозяину ванны, рассказываю о неисправности. Он говорит, что да, это он паял и что он найдёт новый рабочий излучатель, только нужен старый для образца. Хорошо, значит надо разбираться, как он приклеен. Внешне клей очень похож на эпоксидную смолу, имеет тёмно-серый матовый цвет, не откалывается, царапается только при сильном нажиме. Проблемка… Посидел в сети, почитал, нашёл «экзотический» способ размягчать эпоксидный клей с помощью муравьиной кислоты. Попробовал отмачивать в течении 20-30 минут – ничего не получилось, клей всё такой же твёрдый. Оставил на сутки – результат тот же… Но, как обычно, всё оказалось намного проще – при нагревании термофеном, выставленным на 250 градусов, клей становится пластичным и начинает крошиться при нажатии лезвием отвёртки. После откалывания всего клея, выступающего по окружности пьезоэлемента и интенсивного прогревания донышка ванны в том месте, где он приклеен, излучатель отвалился при несильном нажатии «на излом». На всю процедуру ушло примерно 20-30 минут. Кстати, в процессе откалывания клея копоть возле вывода была стёрта руками и в какой-то момент пьезоэлемент ударил током. Скорее всего, проводимости по слою копоти и сажи не стало (тестер показывает бесконечное сопротивление) и пьезоэлемент начал преобразовывать приложенную к нему вибрацию в электричество (вибрация передавалась по корпусу ванны от термофена при их касаниях). Напряжение вырабатывалось приличное – при замыкании контактов отвёрткой была видна искра и слышен щелчок. Чтобы избежать повторных ударов током, выводы излучателя были «закорочены» оплёткой от коаксиального кабеля.

Снятый излучатель показан на рис.16 . Маркировок на нём никаких нет, максимальная высота около 53 мм, диаметр подошвы, которой приклеивается к ванне – 50 мм. Излучатель состоит из двух пьезопластин диаметром 38 мм и толщиной по 5 мм. Между пластинами зажата металлическая кольцевая пластина с лепестком, выполняющим роль вывода, а второй вывод такой же кольцевой пластины находится между «подошвой» и нижней пьезопластиной. Так как «подошва» гальванически соединяется с верхней массивной металлической частью через болт (чёрный шестигранник), то получается, что излучатель имеет три вывода – средний и два крайних, но крайние конструктивно соединены между собой.

После промывки места пробоя излучателя стало более подробно видно, какие разрушения он имеет (рис.17 ).

На самый низ «подошвы» сбоку нанесена рифлёная поверхность (рис.18 ). Надо полагать, для лучшего сцепления с клеем.

На приклеиваемой поверхности «подошвы» видно, что клей не очень равномерно нанесён по всей поверхности, а присутствует немного в центре тонким слоем и более толстым по краю (рис.19 и рис.20 ).

А при осмотре места приклеивания излучателя к ванне видно, что оно немного смещено в сторону от центра (рис.14 ). Хотя, может быть, это было сделано с умыслом – для недопущения лишних механических резонансов конструкции. Но днище ванны не строго плоское, оно имеет изгиб тем больший, чем ближе к краю и, соответственно, точек соприкосновения плоскости излучателя с металлом при таком местоположении становится меньше. Что, скорее всего, и явилось причиной неравномерного слоя клея.

Пока хозяин ванны искал излучатель, попробовал разобраться в схеме преобразователя напряжения. Плата большая, детали достаточно крупные, все связи отлично видно. В итоге получилась схема, показанная на рисунке 21 и на всякий случай была разведена плата (рис.22 ) с размерами и монтажом, максимально приближенными к оригиналу (файл разводки печатной в формате программы LAYOUT 5 находится в приложении, вид сделан со стороны печати, для изготовления по лазерно-утюжной технологии нужно включать режим «зеркально»).

На принципиальной схеме есть резисторы, не имеющие порядкового номера – на оригинальной плате они никак не обозначены. Кроме того, на плате есть дополнительные дорожки для установки других элементов (в приведённых схеме и «самопальной» плате они отсутствуют). Транзисторы тоже не пронумерованы, но они одинаковые и их как не путай, всё равно будет правильно. На рисунке 10 видно, что оригинальная плата имеет маркировку 5А6077-1.

Привезённый новый излучатель имел более высокую «подошву» и, соответственно, бОльшую высоту - около 70 мм, хотя размеры самих пьезоэлементов такие же, как и у «родного». Из-за бОльшей высоты установить излучатель на старое место не получалось – мешали детали печатной платы. Но, оказалось, что если его сдвинуть в сторону (рис.23 ), то он нормально входит и его «макушка» будет располагаться над «низкорослыми» деталями С4, R4, С5. Так как других вариантов нет, то осталось уточнить местоположение. «Макушка» излучателя была обмотана изолентой и малярным скотчем таким слоем, что её размер увеличился на 4-5 мм. Это сделано для того, чтобы после удаления изоленты со скотчем, вокруг «макушки» получилось некоторое свободное пространство до ближайших элементов схемы.

Клей использовался эпоксидный – ЭДП (рис.24 ). Для придания небольшой пластичности в него были добавлены мелкие опилки стеклотекстолита в объёмном отношении 1:1. Полученную массу нанёс тонким слоем на дно ванны (рис.25 ) и «подошву» излучателя (рис.26 ). Затем установил излучатель «по месту» и несколькими круговыми движениями с небольшим прижимом «притёр» к поверхности. Как видно по фотографиям, клея надо около 1 кубического сантиметра (или 1 миллилитра).

Так как дно ванны имеет некоторую покатость, а излучатель приклеивается ближе к краю дна, то для того, чтобы излучатель не «съехал в сторону» надо устранить наклон, выровняв поверхность по горизонтали. Для этого достаточно подложить под ту сторону корпуса ванны, куда идёт наклон, деревянную линейку или небольшой напильник. Пока клей жидкий, ещё раз проверил, не будет ли плата задевать за излучатель.

Клей с наполнителем схватывался дольше «чистого», поэтому проверку работоспособности провёл через двое суток. За это время немного почистил дно-закрывашку от налёта, заменил крепёжные стойки на меньшей высоты (рис.28 ), что дополнительно дало прибавление расстояния от излучателя до деталей схемы, и вместо сгоревшего резистора R4 3 Ом/ 5 Вт поставил два МЛТ-2 10 Ом в параллельном включении (рис.29 ). Судя по схеме, правильнее было бы поставить 3 резистора по 10 Ом, но третий резистор никак не вмещается по высоте.

При первой послеремонтной проверке ничего не взорвалось и даже не сгорело – налив в ванну воды и дав ей поработать 1-2 минуты, выключил и быстренько разобрал для осмотра и проверки тепловых режимов. На плате ничего не нагрелось (даже резисторы МЛТ-2), на клее никаких трещин и повреждений не видно. При повторном включении добавил в воду чистящее средство и на сантиметровый слой поролона положил небольшие металлические изделия (рис.30 ). Ванна проработала 15 минут, очистив «железяки» от грязи и остатков лака на их поверхности. Во время проверки стоял рядом и слушал, не будет ли меняться звук работающей ванны – но, нет, всё нормально, звук не менялся.

Опять разобрал и осмотрел внутренности – клей в норме, резисторы МЛТ-2 и радиаторы транзисторов чуть тёплые. Заметно теплее были сердечники трансформатора и дросселя, но не горячие – температура менее 50 градусов. Надо полагать, это не критично.

Несколько замечаний и дополнений.

Во-первых, на всякий случай, более «крупные» фотографии дросселя, выходного трансформатора и возбуждающего (рис.31 , рис.32 и рис.33 ).

Во-вторых, во время осмотра оказалось, что сама моечная ванна гальванически не соединяется с корпусом, а держится на силиконовом герметике (рис.34 ). Это, наверное, сделано для того, чтобы вибрация не передавалась на корпус.

И в-третьих, конструктивное крепление излучателя к дну моечной ванны говорит о их возможном гальваническом контакте, и поэтому, глядя на схему, логично было бы предположить, что два левых вывода излучателя, что соединяются с «подошвой», должны идти не к левому выводу конденсатора С5, а к правому. Т.е. надо бы поменять выводы на ножевых разъёмах Х2. Хотя, может быть, это и не важно, но мысль о том, что хозяин ванны при сборке мог случайно поменять выводы излучателя, не даёт покоя...

Андрей Гольцов, г. Искитим

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
VT1, VT2	Биполярный транзистор	MJE13007	2			В блокнот
D1-D4	Выпрямительный диод	1N4007	4			В блокнот
D7, D8	Выпрямительный диод	UF4007	2			В блокнот
HL	Светодиод	L-813GD	1			В блокнот
R1, R?, R6	Резистор	100 кОм	3	см. текст		В блокнот
R2, R5	Резистор	47 кОм	2			В блокнот
R3	Резистор	10 Ом	1	2 Вт		В блокнот
R4	Резистор

Есть такая наука - вредология. Сколько бы люди не изобретали всякого полезного, рано или поздно всё равно это будет применяться во вред.

Ультразвук давно используется в некоторых видах стиральных машин, локаторах, сигнализациях, в промышленности. Но основным предназначением данного устройства является нанесение повреждений. Многие слышали о методах борьбы ультразвуком с кротами, мышами, комарами. А сейчас мы будем делать УЛЬТРАЗВУКОВУЮ ПУШКУ для атаки на человека. Занимаясь аудиотехникой - настройкой акустических систем, я обнаружил интересный эффект: при подаче сигнала на ВЧ динамик, и постепенном повышении его частоты, наступает момент, когда звук (свист) уже не воспринимается слухом, но начинает ощутимо болеть голова. Другими словами тончайший свист уже не слышен (ни источник, ни наличие), но воздействие идёт очень неприятное. Даже после отключения УЗ пушки, некоторое время сохраняются неприятные ощущения. Схема ультразвуковой пушки не содержит дорогих деталей и собирается за вечер.

Внимание! На схеме транзисторы нарисованы неправильно - вот как надо подключать:

Основой устройства является цифровая микросхема - 6 логических инверторов СD4049 или HEF4049. Для замены на советскую К561ЛН2 потребуется несколько изменить цоколёвку подключения. В качестве мощного звукоизлучателя ультразвуковой пушки берём ВЧ динамик от колонки, например 5ГДВ-6, 10ГДВ-4, 10ГДВ-6 или любой другой от старых советских колонок, чем помощнее. Вся конструкция вмещается в металлический корпус от светильника, питается от любого источника 5-10 В, с током отдачи 1 А. Например 4 пальчиковых или один 6-ти вольтовый свинцовый аккумулятор.

Как видите, ультразвуковая пушка получается очень компактной и автономной. Использовать можно для скорейшего ухода ненужных гостей (у которых вдруг разболится голова), диверсий на занятиях в классе, разгона компании пьяных шакалов под окнами, "отпугивания" начальства от Вашего рабочего места... В общем эта УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ПУШКА, на мой взгляд, обязательно найдёт применение. Тем более сейчас, с наступлением лета, актуальной становится проблема упырей - комаров. Словив пару штук и поместив их в банку (почему пару? чтоб не скучно было), медленно изменяя частоту генерации облучаем их ультразвуком. Когда их начнёт колбасить - запоминаем частоту и ставим на окне ультразвуковую пушку, как заслон от этих вампиров. Ещё одна схема