Електрохимико-механични инсталации, ултразвукови инсталации (УЗУ). Лабораторна ултразвукова инсталация Устройство и принцип на действие

Инсталацията се състои от лабораторен стенд, ултразвуков генератор, високоефективен, висококачествен магнитострикционен преобразувател и три вълноводни излъчвателя (концентратора) към преобразувателя. има стъпаловидно регулиране на изходната мощност, 50%, 75%, 100% от номиналната изходна мощност. Регулирането на мощността и наличието на три различни вълноводни излъчвателя (с коефициент на усилване 1: 0,5, 1: 1 и 1: 2) позволяват да се получат различни амплитуди на ултразвукови вибрации в изследваните течности и еластични среди, приблизително от 0 до 80 μm при честота 22 kHz.

Дългогодишният опит в производството и продажбата на ултразвуково оборудване потвърждава осъзнатата необходимост от оборудване на всички видове съвременни високотехнологични производства с лабораторни инсталации.

Производството на наноматериали и наноструктури, въвеждането и развитието на нанотехнологиите е невъзможно без използването на ултразвуково оборудване.

С помощта на това ултразвуково оборудване е възможно:

• получаване на метални нанопрахове;
• използване при работа с фулерени;
• изследване на хода на ядрените реакции в условия на силни ултразвукови полета (студен термоядрен синтез);
• възбуждане на сонолуминесценция в течности за изследователски и промишлени цели;
• създаване на фино диспергирани нормализирани директни и обратни емулсии;
• нарязване на дърво;
• възбуждане на ултразвукови вибрации в разтопени метали за обезгазяване;
• и много, много повече.

Съвременни ултразвукови диспергатори с цифрови генератори от серия I10-840

Ултразвуковата инсталация (дисперсант, хомогенизатор, емулгатор) ​​I100-840 е предназначена за лабораторни изследвания на ефектите на ултразвук върху течни среди с цифров контрол, с непрекъсната настройка, с цифров изборработна честота, с таймер, с възможност за свързване на колебателни системи с различна честота и мощност и запис на параметрите на обработка в енергонезависима памет.

Инсталацията може да бъде оборудвана с ултразвукови магнитострикционни или пиезокермични осцилиращи системи с работна честота 22 и 44 kHz.

При необходимост диспергаторът може да бъде оборудван с осцилиращи системи на 18, 30, 88 kHz.

Използват се ултразвукови лабораторни апарати (диспергатори):

• за лабораторни изследвания на ефекта на ултразвукова кавитация върху различни течности и проби, поставени в течности;
• за разтваряне на трудно или слабо разтворими вещества и течности в други течности;
• за тестване на различни течности за якост на кавитация. Например, за определяне на стабилността на вискозитета на индустриалните масла (вижте GOST 6794-75 за масло AMG-10);
• да изследва промените в скоростта на импрегниране на влакнести материали под въздействието на ултразвук и да подобри импрегнирането на влакнести материали с различни пълнители;
• за предотвратяване на агрегация на минерални частици по време на хидросортиране (абразивни прахове, геомодификатори, естествени и изкуствени диаманти и др.);
• за ултразвуково почистване на комплексни изделия от автомобилна горивна апаратура, инжектори и карбуратори;
• за изследване на кавитационна якост на машинни части и механизми;
• и в самото прост случай- като ултразвук с висока интензивност баня за измиване. Утайките и отлаганията върху лабораторни стъклени съдове и стъкло се отстраняват или разтварят за секунди.

Ултразвукови инсталации, предназначени за обработка на различни части с мощно ултразвуково акустично поле в течна среда. Инсталациите UZU4-1.6/0 и UZU4M-1.6/0 позволяват решаване на проблеми фино почистванефилтри за горивни и хидравлични маслени системи от въглеродни отлагания, смолисти вещества, продукти от нефтококсуване и др. Почистените филтри всъщност получават втори живот. Освен това те могат да бъдат многократно подложени на ултразвукова обработка. Предлагат се и монтажи ниска мощностСерия UZSU за почистване и ултразвукова повърхностна обработка на различни части. Процесите на ултразвуково почистване са необходими в електрониката, инструменталната индустрия, авиацията, ракетната и космическата технология и навсякъде, където се изискват високотехнологични чисти технологии.

Инсталации УЗУ 4-1.6-0 и УЗУ 4М-1.6-0

Ултразвуково почистване на различни филтри самолетот смолисти вещества и продукти на коксуване.

Съставът на всеки ултразвук технологична инсталация, включително многофункционални устройства, които включват източник на енергия (генератор) и ултразвукова осцилаторна система.

Ултразвукова осцилаторна система за технологични цели се състои от преобразувател, съгласуващ елемент и работен инструмент (емитер).

В преобразувателя (активен елемент) на осцилаторната система енергията на електрическите вибрации се преобразува в енергията на еластичните вибрации с ултразвукова честота и се създава променлива механична сила.

Съгласуващият елемент на системата (пасивен концентратор) осъществява преобразуването на скоростите и осигурява съгласуване на външния товар и вътрешния активен елемент.

Работният инструмент създава ултразвуково поле в обработвания обект или директно въздейства върху него.

Най-важната характеристикаУлтразвукът на осцилаторните системи е резонансната честота. Това се дължи на факта, че ефективността на технологичните процеси се определя от амплитудата на трептенията (стойностите на осцилаторните премествания), а максималните стойности на амплитудата се постигат, когато ултразвуковата осцилаторна система се възбужда на резонансната честота. Стойностите на резонансната честота на ултразвуковите колебателни системи трябва да бъдат в рамките на разрешените граници (за многофункционални ултразвукови устройства това е честота от 22 ± 1,65 kHz).

Съотношението на енергията, натрупана в ултразвукова осцилаторна система, към енергията, използвана за технологично въздействие за всеки период на трептене, се нарича качествен фактор на осцилаторната система. Качественият фактор определя максималната амплитуда на трептенията при резонансната честота и характера на зависимостта на амплитудата на трептенията от честотата (т.е. ширината на честотния диапазон).

Външен видТипична ултразвукова колебателна система е показана на фигура 2. Състои се от преобразувател - 1, трансформатор (концентратор) - 2, работен инструмент - 3, опора - 4 и корпус - 5.

Фигура 2 - Осцилаторна система с две половин вълни и разпределение на амплитудите на вибрациите A и ефективните механични напрежения F

Разпределението на амплитудата на вибрациите A и силите (механичните напрежения) F в трептящата система има формата стоящи вълни(при условие, че се пренебрегнат загубите и радиацията).

Както се вижда от фигура 2, има равнини, в които преместванията и механичните напрежения винаги са нула. Тези равнини се наричат ​​възлови равнини. Равнините, в които преместванията и напреженията са минимални, се наричат ​​антивъзли. Максималните стойности на преместванията (амплитудите) винаги съответстват на минимални стойностимеханични напрежения и обратно. Разстоянията между две съседни възлови равнини или антиноди винаги са равни на половината от дължината на вълната.

Осцилаторната система винаги има връзки, които осигуряват акустична и механична връзка на нейните елементи. Връзките могат да бъдат постоянни, но при необходимост от смяна на работния инструмент, връзките се правят резбови.

Ултразвуковата осцилираща система, заедно с корпуса, захранващите устройства и вентилационните отвори, обикновено се изпълняват под формата на отделен блок. В бъдеще, използвайки термина ултразвукова осцилаторна система, ще говорим за цялото устройство като цяло.

Осцилаторната система, използвана в многофункционалните ултразвукови устройства за технологични цели, трябва да отговаря на редица общи изисквания.

1) Работят в даден честотен диапазон;

2) Работа с всички възможни промени на натоварването по време на технологичния процес;

3) Осигурява необходимия интензитет на излъчване или амплитуда на вибрациите;

4) Имайте възможно най-високия коефициент полезно действие;

5) Части от ултразвуковата осцилаторна система в контакт с обработваните вещества трябва да имат кавитационна и химическа устойчивост;

6) Имат твърд монтаж в тялото;

7) Трябва да има минимални размери и тегло;

8) Трябва да се спазват изискванията за безопасност.

Ултразвуковата вибрираща система, показана на фигура 2, е вибрираща система с две половин вълни. В него преобразувателят има резонансен размер, равен на половинатадължина на вълната на ултразвукови вибрации в материала на преобразувателя. За увеличаване на амплитудата на трептенията и съгласуване на преобразувателя с обработваната среда се използва концентратор, който има резонансен размер, съответстващ на половината от дължината на вълната на ултразвуковите трептения в материала на концентратора.

Ако осцилаторната система, показана на фигура 2, е изработена от стомана (скоростта на разпространение на ултразвукови вибрации в стоманата е повече от 5000 m/s), тогава нейният общ надлъжен размер съответства на L = C2p/w ~ 23 cm.

За изпълнение на изискванията за висока компактност и ниско тегло се използват полувълнови осцилационни системи, състоящи се от четвърт вълнов преобразувател и концентратор. Такава осцилаторна система е показана схематично на фигура 3. Обозначенията на елементите на осцилаторната система съответстват на обозначенията на фигура 3.

Фигура 3 - Двучетвърт вълнова осцилаторна система

В този случай е възможно да се осигури минимално възможен надлъжен размер и маса на ултразвуковата осцилаторна система, както и да се намали броят на механичните връзки.

Недостатъкът на такава осцилаторна система е свързването на преобразувателя към концентратора в равнината на най-голямото механично напрежение. Въпреки това, този недостатък може да бъде частично елиминиран чрез изместване на активния елемент на преобразувателя от точката на максимално ефективно напрежение.

Приложение на ултразвукови апарати

Мощният ултразвук е уникално екологично средство за стимулиране на физични и химични процеси. Ултразвукови вибрации с честота 20 000 - 60 000 херца и интензитет над 0,1 W/кв.см. може да причини необратими промени в средата на разпространение. Това предопределя възможностите за практическо използване на мощния ултразвук в следните области.

Технологични процеси: преработка на минерални суровини, обогатяване и процеси на хидрометалургия на метални руди и др.

Масло и газовата индустрия: възстановяване на нефтени кладенци, извличане на вискозен нефт, процеси на разделяне в системата пясък - тежък нефт, повишаване на течливостта на тежки нефтопродукти и др.

Металургия и машиностроене: рафиниране на метални стопилки, шлайфане на структурата на слитък/отливка, обработка на метална повърхност за укрепване и облекчаване на вътрешни напрежения, почистване на външни повърхности и вътрешни кухини на машинни части и др.

Химични и биохимични технологии: процеси на екстракция, сорбция, филтрация, сушене, емулгиране, получаване на суспензии, смесване, диспергиране, разтваряне, флотация, дегазация, изпаряване, коагулация, коалесценция, процеси на полимеризация и деполимеризация, получаване на наноматериали и др.

Енергия: изгаряне на течност и твърдо гориво, приготвяне на горивни емулсии, производство на биогорива и др.

Селско стопанство, храна и лека промишленост: процеси на покълване на семена и растеж на растенията, приготвяне на хранителни добавки, сладкарска технология, приготвяне на алкохолни и безалкохолни напитки и др.

Комунални услуги: рекуперация на кладенец, подготовка питейна вода, отстраняване на отлагания от вътрешните стени на топлообменниците и др.

защита среда: почистване отпадъчни води, замърсени с петролни продукти, тежки метали, устойчиви органични съединения, почистване на замърсени почви, почистване на промишлени газови потоци и др.

Преработка на вторични суровини: девулканизация на каучук, почистване на металургични нагари от петролни замърсители и др.

Ултразвуковото почистване се извършва на ултразвукови инсталации, които обикновено включват една или повече вани и ултразвуков генератор. Според технологичното им предназначение се разграничават универсални и специални инсталации. Първите се използват за почистване на широка гама от детайли, предимно за единично и масово производство. В масовото производство се използват инсталации със специално предназначение, а често и автоматизирани агрегати и производствени линии.

Фигура 28 – Вана за ултразвуково почистване тип УЗВ-0,4

Мощността на универсалните вани варира от 0,1 до 10 kW, а капацитетът е от 0,5 до 150 литра. Ваните с малка мощност имат пиезокерамични преобразуватели, вградени в дъното, докато мощните имат няколко магнитострикционни.

Ултразвуковите настолни вани UZU-0.1 са от същия тип; УЗУ-0,25 и УЗУ-0,4. Тези бани често се използват в лабораторни условияи единично производство; За тяхното захранване се използват полупроводникови генератори с изходна мощност 100, 250 и 400 W. Ваните са с правоъгълен корпус и подвижен капак. В дъното на ваните са вградени пиезокерамични преобразуватели (тип PP1-0.1) в количество от един до три в зависимост от мощността на ваната. Предлагат се мрежести кошници за товарене на части в насипно състояние. Ваните имат отделения, вградени в общото тяло за изплакване на частите след почистване.

На фиг. Фигура 28 показва ултразвукова настолна почистваща вана тип UZV-0.4, работеща с генератор UZGZ-0.4. Има цилиндрично метално звукоизолиращо тяло 1 и капак 3, свързан с тялото чрез панта и ексцентрична скоба 2 с дръжка. Към дъното на работната част на ваната е запоен пакет от магнитостриктивни преобразуватели, който представлява резонансна мембрана. Корпусът му има две тръби за подаване и отвеждане на течаща вода, която охлажда преобразувателя. Фитингите на тези тръби са разположени в долната част на корпуса за лесно свързване на маркучи към тях. На тялото има превключвател за включване и изключване на ултразвукови вибрации на генератора, когато го инсталирате далеч от ваната. Има и дръжка за отваряне на канала. измиваща течности съответния фитинг. Ваната е оборудвана с кош за зареждане на части за почистване.

Фигура 29 – Вана за ултразвуково почистване тип УЗВ-18М

Сред универсалните почистващи вани с по-висока мощност са широко използвани вани тип RAS. Баните от този тип имат подобен дизайн. На фиг. 29 показва вана тип UZV-18M. Заварената рамка 1 е направена в звукоизолираща конструкция. Затваря се с капак 5 с противотежести 4. Капакът се повдига и спуска ръчно с помощта на дръжки 6. Магнитострикционни преобразуватели 8 от типа ПМС-6-22 са вградени в дъното 9 на работната част на ваната (от един четири в зависимост от мощността на ваната). За изсмукване на изпаренията на миещата течност са монтирани бордови колектори с изходяща тръба II, която е свързана към вентилационна системаработилници В дъното на работната част е вграден кран за източване на миещата течност; дръжка 19 на вентила се довежда до лицева страна. Отводняването през тръби 14 и 16 може да се извърши в утаител, канализационна система или в резервоар 7, вграден във ваната. За да се предотврати преливането на работната част от течност, има дренажна тръба.

С помощта на най-простата ултразвукова настройка е възможно да се покаже разпространението на ултразвук в различни среди, отражението и пречупването на ултразвук на границата на две среди и абсорбцията на ултразвук в различни вещества. Освен това е възможно да се демонстрира производството на маслени емулсии, почистване на замърсени части, ултразвуково заваряване, ултразвуков течен фонтан и биологичните ефекти на ултразвуковите вибрации.

Производството на такава инсталация може да се извърши в училищни работилници от ученици в гимназията.

Уредбата за демонстриране на експерименти с ултразвук се състои от електронен генератор (фиг. 1), кварцов преобразувател на електрическите вибрации в ултразвукови вибрации и лещен съд (фиг. 2) за фокусиране на ултразвук. Захранването включва само силовия трансформатор Tr1, тъй като анодните вериги на генераторните лампи се захранват директно от променлив ток (без токоизправител). Това опростяване не се отразява негативно на работата на устройството и в същото време значително опростява неговата схема и дизайн.

Електронният генератор е направен по схема push-pull с две лампи 6PCS, свързани в триодна верига (екранните решетки на лампите са свързани към анодите). Анодните вериги на лампите включват верига L1C2, която определя честотата на генерираните трептения, а в мрежовите вериги е включена намотка обратна връзка L2. Катодните вериги включват малко съпротивление R1, което до голяма степен определя режима на лампите.

Фиг.1. Принципна схемагенератор

Високочестотният сигнал се подава към кварцовия резонатор чрез изолиращи кондензатори С4 и С5. Кварцът се поставя в херметически затворен кварцов държач (фиг. 2) и се свързва към генератора с проводници с дължина 1 m.

ориз. 2. Съд за лещи и кварцов държач

В допълнение към разглежданите части, веригата също така съдържа кондензатори C1 и C3, както и индуктор Dr1, през който се подава анодно напрежение към анодите на лампите. Тази дроселна клапа предотвратява късо съединениевисокочестотен сигнал през кондензатор C1 и междузавъртателния капацитет на силовия трансформатор.

Основните домашни части на генератора са намотки L1 и L2, направени под формата на плоски спирали. За да ги направите, трябва да изрежете дървен шаблон. От дъска с ширина 25 см се изрязват два квадрата, които служат като шаблонни бузи. В центъра на всяка буза трябва да се направят отвори за метален прът с диаметър 10-15 мм, а в една от бузите трябва да се изреже дупка или жлеб с ширина 3 мм за закрепване на изхода на намотката. включено метален прътОт двата края се нарязва резба и между двете гайки се поставят бузи на разстояние равно на диаметъра на навитата тел. На този етап производството на шаблона може да се счита за завършено и можем да започнем да навиваме намотките.

Металният прът се затяга в единия край в менгеме, между челюстите се поставя първото (вътрешно) навиване на телта, след което гайките се затягат и навиването продължава. Намотката L1 има 16 навивки, а намотката L2 има 12 навивки от меден проводник с диаметър 3 mm. Намотките L1 и L2 се изработват отделно, след което се поставят една над друга върху напречна част от текстолит или пластмаса (фиг. 3). За да се придаде по-голяма здравина на намотките, в напречните елементи се изрязват вдлъбнатини с ножовка или файл. За да закрепите намотките, едната от тях трябва да се притисне отгоре с втори кръст (без вдлъбнатини), а втората да се постави директно върху плоча от органично стъкло, гетинакс или пластмаса, монтирана върху металното шаси на генератора.

ориз. 3

Високочестотният дросел е навит върху керамична или пластмасова рамка с диаметър 30 ​​mm с помощта на тел PELSHO-0,25 mm. Навиването се извършва насипно на секции от по 100 оборота всяка. Общо дроселът има 300-500 оборота. Този дизайн използва домашен силов трансформатор, направен върху сърцевина, изработена от плочи Sh-33, дебелината на комплекта е 33 mm. Мрежовата намотка съдържа 544 оборота от проводник PEL-0.45. Мрежовата намотка е предназначена за свързване към мрежа с напрежение 127 V. В случай на използване на мрежа с напрежение 220 V, намотката I трябва да съдържа 944 навивки от проводник PEL-0,35. Увеличаващата намотка има 2980 навивки на проводник PEL-0.14, а намотката с нажежаема жичка на лампите има 30 навивки на проводник PEL-1.0. Този трансформатор може да бъде заменен силов трансформатормарка ELS-2, като се използва само мрежовата намотка, намотката с нажежаема жичка на лампите и повишаващата намотка напълно или всеки силов трансформатор с мощност най-малко 70 VA и повишаваща намотка, която осигурява 470 V при товар върху анодите на 6PCS лампи.

Кварцовият държач е изработен от бронз по чертежа, показан на фиг. 4. В кутията с помощта на свредло с диаметър 3 mm се пробива L-образен отвор за извеждане на проводник l В кутията се вкарва гумен пръстен, който служи за омекотяване и изолиране на кварца. Пръстенът може да се изреже от обикновена гума за молив. Контактен пръстен b е изрязан от месингово фолио с дебелина 0,2 mm. Този пръстен има венчелистче за запояване на проводник. И двата проводника l и i трябва да имат добра изолация. Проводникът е запоен към опорния фланец O. Не се препоръчва да усуквате проводниците заедно.

Фиг.4. Кварцов държач

Съдът на лещата се състои от цилиндър e и ултразвукова леща b (фиг. 5). Цилиндърът е огънат от плоча от органично стъкло с дебелина 3 mm върху кръгъл дървен шаблон с диаметър 19 mm.

Фиг.5. Съд за лещи

Чинията се нагрява на пламък до омекване, огъва се по шаблон и се слепва с оцетна есенция. Залепеният цилиндър се завързва с конци и се оставя да съхне два часа. След това шкуркаПодравнете крайните краища на цилиндъра и отстранете резбите. За да направите ултразвукова леща b, трябва да направите специално устройство (фиг. 6) от стоманена топка с диаметър 18-22 mm от сачмен лагер. Топката трябва да се закали чрез нагряване до червена температура и бавно охлаждане. След това в топката се пробива дупка с диаметър 6 мм и се изрязва вътрешна резба. За да закрепите тази топка в патронника на бормашина, трябва да направите прът с резба в единия край от прът.

Фиг.6. устройство

Пръчката с завинтената топка се затяга в патронника на машината, машината се включва на средна скорост и чрез натискане на топката в плоча от органично стъкло с дебелина 10 - 12 mm се получава необходимата сферична вдлъбнатина. Когато топката се задълбочи до разстояние, равно на нейния радиус, бормашинаизключете го и без да спирате да натискате топката, охладете го с вода. В резултат на това в пластината от органично стъкло се получава сферична вдлъбнатина на ултразвуковата леща. Квадрат със страна 36 mm се изрязва от плоча с вдлъбнатина с помощта на ножовка, пръстеновидната издатина, образувана около вдлъбнатината, се изравнява с финозърнеста шкурка и плочата се шлайфа отдолу, така че дъното да е 0,2 mm дебел остава в центъра на вдлъбнатината. След това шлайфайте надрасканите с шкурка участъци до прозрачност и стругизрежете ъглите така, че сферичната вдлъбнатина да остане в центъра на чинията. СЪС долната странаплоча, е необходимо да се направи издатина с височина 3 mm и диаметър 23,8 mm, за да центрирате лещата върху кварцовия държач.

След като обилно намокрите един от крайните краища на цилиндъра с оцетна есенция или дихлоретан, залепете го към ултразвуковата леща, така че централната ос на цилиндъра да съвпада с оста, минаваща през центъра на лещата. След изсъхване в залепения съд се пробиват три отвора за тримерни винтове. Най-добре е да завъртите тези винтове с помощта на специална отвертка, изработена от обикновена тел с дължина 10-12 cm и диаметър 1,5-2 mm и оборудвана с дръжка, изработена от изолационен материал. След производството на посочените части и инсталирането на генератора можете да започнете да настройвате устройството, което обикновено се свежда до настройка на веригата L1C2 в резонанс с естествената честота на кварца. Кварцовата плоча в (фиг. 4) трябва да се измие със сапун в течаща вода и да се изсуши. Контактният пръстен b отгоре се почиства до блясък. Внимателно поставете кварцовата плоча върху контактния пръстен и след като капнете няколко капки трансформаторно масло по краищата на плочата, завийте капачката, така че да притисне кварцовата плоча. За индикация на ултразвукови вибрации вдлъбнатините a и d на капака се пълнят с трансформаторно масло или керосин. След като включите захранването и загреете за минута, завъртете копчето за настройка и постигнете резонанс между трептенията на осцилатора на кварцовата плоча. В момента на резонанса се наблюдава максимално набъбване на течността, излята във вдлъбнатината на капака. След като настроите генератора, можете да започнете да демонстрирате експерименти.

Дизайн на генератора.

Една от най-ефективните демонстрации е производството на фонтан от течност под въздействието на ултразвукови вибрации. За да получите фонтан с течност, трябва да поставите съда с „лещи“ върху кварцовия държач, така че да не се образуват натрупвания на въздушни мехурчета между дъното на съда с „лещи“ и кварцовата плоча. След това трябва да налеете обикновена питейна вода в съда с лещи и минута след включване на генератора на повърхността на водата ще се появи ултразвуков фонтан. Височината на фонтана може да се промени с помощта на регулиращи винтове, като предварително сте настроили генератора с помощта на кондензатор C2. При правилна настройка на цялата система можете да получите фонтан с височина 30-40 см (фиг. 7).

Фиг.7. Ултразвуков фонтан.

Едновременно с появата на фонтана се появява водна мъгла, която е резултат от кавитационен процес, съпроводен с характерен съскащ звук. Ако вместо вода в съда с „лещи“ се налее трансформаторно масло, фонтанът се увеличава значително на височина. Непрекъснато наблюдение на фонтана може да се извършва, докато нивото на течността в съда с „леща“ спадне до 20 mm. За да наблюдавате фонтана продължително време, той трябва да бъде защитен със стъклена тръба B, по вътрешните стени на която бликащата течност може да се оттича обратно.

Когато ултразвуковите вибрации въздействат върху течност, в нея се образуват микроскопични мехурчета (феноменът кавитация), което е придружено от значително повишаване на налягането в мястото на образуване на мехурчета. Това явление води до унищожаване на частици материя или живи организми в течността. Ако поставите малка рибка или дафния „в лещен” съд с вода, тогава след 1-2 минути ултразвуково облъчване те ще умрат. Проекцията на съд „леща“ с вода върху екрана позволява последователно да се наблюдават всички процеси на това преживяване в голяма аудитория (фиг. 8).

Фиг.8. Биологичен ефект на ултразвукови вибрации.

Използвайки описаното устройство, можете да демонстрирате използването на ултразвук за почистване малки частиот замърсяване. За да направите това, поставете малка част (зъбно колело на часовник, парче метал и т.н.), обилно намазана с грес в основата на фонтана с течност. Фонтанът ще намалее значително и може да спре напълно, но замърсената част постепенно ще се почисти. Трябва да се отбележи, че почистването на части с ултразвук изисква използването на по-мощни генератори, така че е невъзможно да почистите цялата замърсена част за кратък период от време и трябва да се ограничите до почистване само на няколко зъба.

С помощта на явлението кавитация може да се получи маслена емулсия. За да направите това, в съда за "лещи" се налива вода и отгоре се добавя малко трансформаторно масло. За да избегнете пръскане на емулсията, трябва да покриете съда на лещата със съдържанието със стъкло. Когато генераторът е включен, се образува фонтан от вода и масло. След 1-2 минути. облъчване, в съда на лещата се образува стабилна млечна емулсия.

Известно е, че разпространението на ултразвукови вибрации във вода може да бъде направено видимо и някои свойства на ултразвука могат да бъдат ясно демонстрирани. За да направите това, имате нужда от вана с прозрачно и плоско дъно и, ако е възможно, големи размери, с височина на стените минимум 5-6 см се поставя над отвора на витрината, за да може цялото прозрачно дъно да бъде осветено отдолу. За осветление е добре да се използва шестволтова автомобилна крушка като точков източник на светлина, за да се проектират изследваните процеси върху тавана на залата (фиг. 9).

Фиг.9. Пречупване и отразяване на ултразвукови вълни.

Може също да се използва обикновена електрическа крушкаосветление с ниска мощност. Във ваната се налива вода, така че кварцовата плоча в кварцовия държач, когато е поставена вертикално, да е напълно потопена в нея. След това можете да включите генератора и да преместите държача за кварц от вертикално положениев наклонено положение наблюдавайте разпространението на ултразвуковия лъч в проекция върху тавана на аудиторията. В този случай кварцовият държач може да се държи от свързаните към него проводници l и c или може да бъде предварително фиксиран в специален държач, с помощта на който можете плавно да променяте ъглите на падане на ултразвуковия лъч в вертикалните и хоризонталните равнини. Ултразвуковият лъч се наблюдава под формата на светлинни петна, разположени по протежение на разпространението на ултразвукови вибрации във водата. Чрез поставяне на препятствие по пътя на ултразвуковия лъч може да се наблюдава отражение и пречупване на лъча.

Описаната инсталация дава възможност за провеждане на други експерименти, чийто характер зависи от изучаваната програма и оборудването на класната стая. Като натоварване на генератора можете да включите плочи от бариев титанат и като цяло всякакви плочи, които имат пиезоелектричен ефект при честоти от 0,5 MHz до 4,5 MHz. Ако има табели за други честоти, е необходимо да се промени броят на навивките в индукторите (увеличете за честоти под 0,5 MHz и намалете за честоти над 4,5 MHz). Когато преобразувате осцилаторната верига и бобината за обратна връзка на честота 15 kHz, можете да включите всеки магнитострикционен преобразувател с мощност не повече от 60 VA вместо кварц