Мой магнитострикционный излучатель
Так как механическая прочность феррита невысока, максимальная интенсивность ультразвука, которую можно будет получить от излучателя, не привысит 2-4 Вт/см2, но и эта интенсивность позволяет поставить многие интересные опыты.
Как же устроен магнитострикционный излучатель?
| 1 — трубка из неметаллического метериала |
| 2 — каркас обмотки возбуждения |
| 3 — обмотка возбуждения |
| 4 — ферритовый стержень |
| 5 — резиновое колечко |
| 6 — кольцевые керамические магниты |
Обмотка возбуждения содержит около 100 витков провода ПЭЛ-1.0, намотанных виток к витку (два слоя).
Обмотку следует заизолировать.
Магниты- кольцевые керамические, диаметром 35мм и толщиной 7 мм (можно и другие- их количество необходимо подбирать по максимуму интенсивности ультразвука).
Подавая на обмотку переменное напряжение произвольной частоты,мы не получим нужной интенсивности ультразвука (магнитострикционный эффект очень невилик : относительное удлинение стержня- величина порядка 10^(-5) ).
Выручает явление резонанса:при совпадении частоты переменного тока в катушке с собственной частотой излучателя амплитуда колебаний значительно увеличивается (если положить на торец стержня безопасную бритву, то она начнет громко дребезжать- хороший индикатор настройки излучателя в резонанс).
Зачем нужны магниты?
За период колебания тока синусоида проходит точку с нулевым отклонением 2 раза, т.е. магнитное поле вокруг катушки появляется и исчезает 2 раза. Изменение ферритовым стержнем размеров не зависит от направления поля, а зависит только от его величины, следовательно совершеть колебания стержень будет в 2 раза чаще (с двойной частотой входного тока). Чтобы этого не произошло, рядом со стержнем располагают постоянные магниты. При совпадении направления магнитного поля катушки с направлением поля магнитов суммарное поле (при правильном подборе магнитов) усилится в 2 раза, а при смене направления на противоположное -уменьшится до 0, т.е. за период колебания тока поле будет появлятся и исчезать 1 раз: частота колебаний стержня станет равной частоте тока в катущке, при этом амплитуда колебаний возрастет почти вдвое.
Буду очень благодарен за советы по усовершенствованию конструкций замене старых деталей на современные(т.к. в схемах применяются старые транзисторы и даже лампы. )
Мой магнитострикционный излучатель
Так как механическая прочность феррита невысока, максимальная интенсивность ультразвука, которую можно будет получить от излучателя, не привысит 2-4 Вт/см2, но и эта интенсивность позволяет поставить многие интересные опыты.
Как же устроен магнитострикционный излучатель?
| 1 — трубка из неметаллического метериала |
| 2 — каркас обмотки возбуждения |
| 3 — обмотка возбуждения |
| 4 — ферритовый стержень |
| 5 — резиновое колечко |
| 6 — кольцевые керамические магниты |
Обмотка возбуждения содержит около 100 витков провода ПЭЛ-1.0, намотанных виток к витку (два слоя).
Обмотку следует заизолировать.
Магниты- кольцевые керамические, диаметром 35мм и толщиной 7 мм (можно и другие- их количество необходимо подбирать по максимуму интенсивности ультразвука).
Подавая на обмотку переменное напряжение произвольной частоты,мы не получим нужной интенсивности ультразвука (магнитострикционный эффект очень невилик : относительное удлинение стержня- величина порядка 10^(-5) ).
Выручает явление резонанса:при совпадении частоты переменного тока в катушке с собственной частотой излучателя амплитуда колебаний значительно увеличивается (если положить на торец стержня безопасную бритву, то она начнет громко дребезжать- хороший индикатор настройки излучателя в резонанс).
Зачем нужны магниты?
За период колебания тока синусоида проходит точку с нулевым отклонением 2 раза, т.е. магнитное поле вокруг катушки появляется и исчезает 2 раза. Изменение ферритовым стержнем размеров не зависит от направления поля, а зависит только от его величины, следовательно совершеть колебания стержень будет в 2 раза чаще (с двойной частотой входного тока). Чтобы этого не произошло, рядом со стержнем располагают постоянные магниты. При совпадении направления магнитного поля катушки с направлением поля магнитов суммарное поле (при правильном подборе магнитов) усилится в 2 раза, а при смене направления на противоположное -уменьшится до 0, т.е. за период колебания тока поле будет появлятся и исчезать 1 раз: частота колебаний стержня станет равной частоте тока в катущке, при этом амплитуда колебаний возрастет почти вдвое.
Буду очень благодарен за советы по усовершенствованию конструкций замене старых деталей на современные(т.к. в схемах применяются старые транзисторы и даже лампы. )
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. Волновое сопротивление у них в среднем равняется 55 Ом. Чтобы изготовить мощный ультразвуковой генератор своими руками, 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. Предельное напряжение 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 ультразвукового излучателя 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.