Акустична левітація — схема і випробування пристрою

Пристрій для проведення дослідів по акустичної левітації складається з наступних елементів:

  1. Імпульсний блок живлення комп’ютера ATX, в якому використовуємо лінію +12 V.
  2. Генератор з підсилювачем.
  3. Ультразвуковий потужний випромінювач.

Принципова схема

Схема генератора заснована на мікросхемі CD4047. Частота сигналу залежить від значення активного опору і ємності на висновках 1, 2 і 3, що підраховується за формулою, яка витікає з документації до цієї мікросхемі.

Акустична левітація — схема принципова

Сигнал посилюється в два етапи за допомогою транзисторних підсилювачів. Напруга підвищений на трансформаторі підживлюється з блоку живлення ATX. Його ферритовое ядро ​​дозволяє передати сигналу потрібної частоти. Монтаж елементів виконаний на невеликій макетної платі.

Найскладніша частина акустичного левітатор — пьезокерамический перетворювач (інша назва ультразвукової, п’єзоелектричний).

Резонансна частота його становить близько 40 кГц, максимальна потужність 60 Вт. При його роботі з номінальною частотою звукова хвиля має довжину близько 8,2 мм. Такі перетворювачі застосовуються в ультразвукових ваннах, в медицині або датчиках заднього ходу в автомобілях (звичайно більш слабкої потужності).

Ще одним елементом пристрою є відбивач, тобто поверхня, що відбиває, яку вирізаємо з пластика, встановленого на різьбових шпильках. Він дозволить відобразити хвилю на відстані, кратному половині її довжини.

Все знаходиться на стабільній, подвійний основі, вирізаної з ДСП.

Запуск і калібрування левітатор

Калібрування складається з двох етапів:

1.Калібровка сенсора.

Для створення максимально можливого рівня сигналу. Сигнал генератора повинен мати частоту, рівну або близьку до резонансної частоти перетворювача. Схема споживає більше струму коли генерує частоту, близьку до резонансної частоти перетворювача. За допомогою потенціометра відрегулювати частоту генератора, а показання зчитуємо амперметром. Струм буде близько 1 А.

2.Калібровка відбивача.

Поверхня відображає сигнал повинна знаходитися на відстані, кратному половині довжини хвилі, випромінюваної перетворювачем. З цією метою на матриці ми ставимо об’єкт і міняємо положення рефлектора поки об’єкт не почне левитировать. Регулювання здійснюється за допомогою гайок на різьбових шпильках.

Ссылка на основную публикацию