Как построить ультразвуковой генератор

Автоматическое изменение знаков зарядов на поверх­ностях кварцевой пластинки в наше время достигается тем, что ее присоединяют к ламповому генератору, такому же, как генераторы, используемые при радиопере­даче.

Рис. 11. Схема пьезоэлектрического генератора:

1 — лампа; 2 — сопротивление; 3 и 4 — конденсаторы; 5 — батарея; 6 — квар­цевая пластинка

Схема простого пьезоэлектрического генератора изо­бражена на рис. 11.

Если нужно получить ультразвук с частотой от 500 тысяч до одного миллиона колебаний в секунду, то ка­тушку АС надо изготовить диаметром приблизительно 80 миллиметров и намотать медной проволокой с попе­речником 2—3 миллиметра. Между точками А и В нама­тывают 3 витка, а между точками В и С — 6 витков. Рас­стояние между витками приблизительно 4 миллиметра.

Кварцевая пластинка 6 располагается на металлическом основании, которое соединяется с клеммой K1; сверху пластинка покрывается тонкой алюминиевой фольгой, ко­торая прижимается к пластинке легкой пружинкой. Пру­жинку соединяют с клеммой К2. Необходимо следить за тем, чтобы пружинка не соприкасалась с основанием.

Высокое электрическое напряжение, которое подво­дится к граням пластинки, иногда вызывает электриче­ский разряд в форме искры, бегущей по краю пластинки. Для того чтобы избежать возникновения искры, пла­стинку обычно помещают в жидкость с высокими изоля­ционными свойствами, например в трансформаторное масло.

При мощных колебаниях кварцевой пластинки над по­верхностью масла образуется фонтан, как на рис. 1,в.

Если же необходимо получить особенно мощный ультразвук, кварцевой пластинке придают форму вогну­того зеркала. Вогнутый излучатель собирает в одну точку, концентрирует звуковую энергию, и в небольшом пространстве удается получить такие мощности, которые трудно себе даже представить.

Если силу паровозного гудка принять для сравнения за единицу, то сила ультразвука в той точке, в которой он концентрируется вогнутой кварцевой пластинкой, бу­дет выражаться единицей с девятью нулями, то есть превышать силу паровозного гудка в миллиард раз.

Изменения давления в этой точке составят 120 ат­мосфер. Однако изготовление подобных излучателей весьма сложно и стоимость их высока.

В приборе Ланжевена вращающийся с постоянной скоростью моторчик подключал через определенные про­межутки времени к вибратору высокое электрическое напряжение и заставлял прибор посылать в океан корот­кий