Как пользоваться ультразвуковой ванной?

Главная > Технологии > Ультразвуковая ванна

Технический прогресс не стоит на одном месте, устройства для облегчения труда человека набирают все большую популярность. Изделия, состоящие из множества соединений и элементов, могут ломаться ввиду наличия окружающих агрессоров. В некоторых случаях достаточно очистить крепления и платы от грязи, но подобраться к труднодоступным местам не представляется возможным действием. Для очистки все больше применяется ультразвуковая ванна.

Что такое ультразвуковая ванна?

Высокочастотные волны могут воздействовать на материалы в агрессивной среде. Принцип работы ультразвуковой ванны состоит в помещении деталей в специальную жидкость, затем воздействием волн происходит движение составляющих. Повышение давления приводит к процессу кавитации на молекулярном уровне, образовавшиеся пузырьки во время движения атомов взрываются. О том, как пользоваться ультразвуковой ванной, можно узнать из инструкции по эксплуатации изделия, к различным материалам применяется воздействия давления необходимыми пропорциями.

Ультразвуковая ванна состоит из чаши для жидкости, изготавливаемой из нержавеющих сплавов металла. Для домашнего использования или очистки небольших изделий применяется ванна объемом до литра. Промышленными производствами используется большие объемы чаш, которыми возможно очистить объемные предметы. Частота и диапазон ультразвуковых волн работает в режимах от 18 до 120 кГц, звуки на таких уровнях не слышны человеку. Воздействие ультразвуком происходит в различных сферах, от больниц до ювелирных мастерских, при наличии определенных навыков возможно сделать ультразвуковую ванну своими руками.

Типы загрязнений

Различная среда применения делает ультразвуковую ванну универсальным устройством. Основное применение механизм нашел автосервисами и производствами, где необходимо убрать следующие типы загрязнений:

• твердотельные осадки, которые появляются процессом эксплуатации механизмов;
• защитные покрытия пленка удаляются перед соединением посредством пайки или внутри изделий, препятствующих нормальной работе;
• окисления и коррозийные отложения.

В ультразвуковой ванне, изготовленной своими руками, возможно промывать печатные платы и другие радиотехнические материалы. Перед применением достаточно погрузить деталь в жидкость, запустить процесс.

Особенности конструкции

За работу отвечает главная составляющая часть системы – излучатель. Его предназначение состоит преобразованием электрической энергии в механические колебания. Воздействие энергии происходит на деталь через стенку устройства, вследствие этого происходит процесс очистки. Ультразвуковая ванная включает генератор частот, устройство которого отвечает за формирование волн путем применения электрических колебаний.

Конструкция УЗ ванны

Качественная очистка деталей достигается воздействием волной при определенной температуре. Нагревательные элементы контролируют температуру жидкости, соответствием с заданными параметрами. Импульсная работа требует контроля процессов, происходящий при обработке деталей ультразвуком. Очистка деталей производится поэтапно:

• очищенный раствор заливается в емкость;
• опускается предмет, для лучшего воздействия используются подставки, чтобы деталь находилась посредине чаши;
• после включения прибора образовываются пузыри на поверхности жидкости;
• пузырьки воздействуют на деталь при труднодоступных местах, очищая грязь.

Обработка деталей происходит достаточно долго, в зависимости от количества загрязнений. Отложения большими количествами могут подвергаться обработке ультразвуком до 10 часов.

Преимущества применения

Приобретенное или изготовленное своими руками устройство имеет ряд преимуществ перед механическим воздействием на детали. Основные положительные стороны применения ультразвуковой ванной:

• Отсутствие траты времени, исключается взаимодействие с деталью процессом очистки, необходим только промежуточный контроль.
• Химическое вещество не вредит здоровью человека при соблюдении определенных условий. Достаточно надеть резиновые перчатки при контакте с обработанной деталью.
• Механической очисткой невозможно быстро и эффективно избавится от налета и грязи в труднодоступных местах. Ультразвук поможет подобраться ко всем щелям и углам детали, не оставив грязи.
• Воздействие на деталь ультразвуком сводит к нулю риск получения в результате испорченной детали. Механические повреждения исключаются, что нельзя сказать о механическом способе очистки.

Область применения ультразвуковой ванны широка, устройство реализуется на специальных порталах бытовой техники или специализированных торговых точках.

Как сделать ультразвуковую ванну своими руками

Перед сборкой ультразвуковой ванны своими руками необходимо разобраться, какие предложения имеются на рынке.

Существует несколько видов ванн, предлагаемых производителями:

• Портативные устройства применяются домашним хозяйством, а также при обработке небольших изделий. Объем чаши варьируется от 1 до 2-х литров, стоит такое устройство от 5000 до 20000 рублей.
• Промышленные модификации применяются крупными производствами, автосервисами, позволяют обработать большое количество изделий за один раз, цена может доходить до 50 тысяч рублей.

Генератор ультразвук своими руками

При определенных навыках, возможно изготовить ультразвуковую ванну своими руками. При наличии инструментов и доступа к аксессуарам, которые реализуются магазинами радиодеталей, можно сэкономить до 3 частей от стоимости нового устройства. Для самостоятельного изготовления понадобятся следующие элементы:

• Емкость для погружения изделий, изготовленная из нержавеющей стали. Она должна устойчиво стоить на месте, иметь небольшой подъем для доступа к нижней части.
• Трубка из стекла или пластмассы.
• Насос для закачки жидкости, подойдет небольшой мощности, цена его не так высока.
• Магнит формой круга, возможно демонтировать с неиспользуемых динамиков.
• Катушка с ферритовым стержнем, суд из керамики или фарфора.
• Импульсный трансформатор, реализуется точками продажи радиодеталей, цена начинается от 300 рублей.

Также для работы понадобится жидкость и питание от электросети 220 Вольт.

Сборка ультразвуковой ванны своими руками

После подготовки всех материалов, можно приступать к сборке ультразвуковой ванны своими руками. Первым шагом является намотка ферритовой проволоки на пластмассовую трубку, стержень может находится в свободной форме, стабильное крепление не потребуется. Магнит прикрепляется к концу стержня, результатом получается магнитно — фрикционный излучатель.

Следующий этап подразумевает сверление своими руками отверстий на дне емкости уз ванны. Сосуд прикрепляется к емкости из стали, рядом изготавливаются отверстия для подачи и слива жидкости. Нанос поможет быстрее производить операции подачи жидкости к ванне, для слива можно обойтись обычным шлангом, подведенным к ёмкости.

Трансформатор импульсного типа производит подачу тока повышенного напряжения, что повышает эффективность устройства. За неимением доступа к радиодеталям, можно извлечь трансформатор из непригодного телевизора или монитора телескопического образца. После сборки и подсоединения всех элементов ультразвукового трансформатора производится пробный запуск. В процессе работы важно соблюдать правила техники безопасности, не использовать устройство без жидкости, не трогать деталь во время обработки.

Какая жидкость применяется в ультразвуковой ванне

Жидкость для ультразвуковых ванн найти в продаже можно реже, чем само устройство. Для воздействия на очищаемые детали применяется два варианта растворов:

1. Раствор поверхностно — активного вещества с водой, применяется для очистки драгоценных металлов.
2. Раствор на спиртовой основе. Жидкость, которая используется при очистке монтажных плат и микросхем, отлично препятствует образованию коррозии на деталях последующим временем.

Кислотные очистители

Существуют различные варианты растворов, которые применяются в домашних условиях. Некоторые владельцы ультразвуковых ванн применяют дизельное топливо или бензин, работа с такими элементами требует повышенной внимательности, т.к. они взрывоопасны. Самостоятельно возможно изготовить жидкость из основных компонентов порошка или моющего средства.

Правила эксплуатации ультразвуковых ванн

Работа с устройством не отличается его конструкцией или изготовителем. Изготовленная своими руками ванна, или приобретенная на рынке требует соблюдения некоторых правил техники безопасности. Также механизм может элементарно сломаться, если не следовать правилам:

• Установка детали производится только надев резиновые перчатки, это обуславливается агрессивной средой жидкости, которая может привести к аллергии или другим повреждениям кожи.
• Категорически исключается запуск пустого устройства. При работе с самодельными конструкциями, ферритовый стержень может разлететься на куски под воздействием высокочастотного электричества. В покупных устройствах устанавливается функция отключения при отсутствии жидкости.
• Перед запуском важно провести осмотр корпуса устройства от признаков течи и других повреждений.

Важно следить за техническим состоянием электро цепи, не исключены короткие замыкания, перегрев трансформатора при длительной эксплуатации ультразвуковой ванночки. При работе с мелкими детали возможно сэкономить время на обработку и жидкость, достаточно поместить деталь в стакан с жидкостью, затем к устройству, наполненному обычной водой.

Область применения ультразвуковых ванн

На основании применения ультразвука очищаются многие детали. Доступность конструкции делает все более популярным использование ультразвуковые ванны в различных отраслях.

1. Ювелиры используют ванну для очистки старых изделий от сажи и грязи. Труднодоступные места с легкостью очищаются путем применения специального раствора. Способ важен тем, что на деталях не остается следов механических воздействий, что особенно важно при работе с антикварными деталями.
2. Оптические изделия, всевозможные линзы легко поддаются очистке ультразвуком.
3. Электронной промышленностью используется при обработке старых монтажных плат, механическим воздействием невозможно очистить элементы радиотехники, существует вероятность повредить важные соединения.
4. Химическая промышленность определила устройство как возможный механизм ускорения процессов путем кавитационных воздействий.
5. Автомобильная промышленность и типографические станции применяют ультразвуковые машины для промывки механизмов и узлов.

Также устройство широко используется автосервисами при очистке карбюраторов, инжекторов, дроссельных заслонок. В некоторых сервисных центрах по ремонту мобильных устройств применяется ванна для очистки плат от наростов припоя с мелких деталей.

Правила выбора

Перед выбором ванны следует обратить внимание на множество параметров, основные из которых при неправильном выборе могут исключить выполнение работ. От размеров устройства напрямую зависит его цена, мощность. Некоторые модификации оснащены сенсорными панелями для облегченного управления. Очистка небольших предметов не требует увеличенного объема чаши, наоборот, повышенный объем требует большего расхода жидкости, которую невозможно использовать вторично.

Одним из важных критериев является наличие нагревательного элемента, который поддерживает температуру жидкости в определенных рамках. Подогрев производится для более быстрого процесса, экономии времени на очистку изделия. Таймер позволит задавать определенное время, оповещать при окончании работ.

Необходимо обратить внимание на наличие комплектом специальных зажимов и корзинок, которые облегчат погружение детали в емкость.

Ремонт ультразвуковой ванны

Вне зависимости от качества устройства, применение в агрессивной среде вызывает потребность к ремонту. Техническое обслуживание и ремонт ультразвуковой ванны доступно не каждым сервисом, ввиду отсутствия квалификации мастеров.

Самостоятельный ремонт механизма включает в себя предварительный визуальный осмотр. Поверхностный анализ начинается с проверки кабеля на наличие пробоев, отсутствие течи жидкости и громыханий внутри корпуса, после этого необходимо проверить:

• электронную плату, прикреплённую в нижней части механизма;
• элементы питания;
• пьезоизлучатель;
• сетевой выключатель или таймер.

Диагностика УЗ ванны

Диагностика определенного узла может быть выполнена самостоятельно, лучшим будет возможность установки вышедшего из строя элемента на другой аппарат. В некоторых инструкциях описано, как последовательно проводить техобслуживание, лучше для безопасной работы и быстрого эффекта следовать рекомендациям производителя.

Метки: Сделай сам

Для очистки небольших предметов (деталей, плат, ювелирных изделий, инструментов) необходим прибор, состоящий из емкости, излучателя и блока электронного управления. Это – отмывочная ультразвуковая ванна, которая является незаменимой помощницей электронщиков, мастеров по ремонту автомобилей, ювелиров. Если работа требует промывки мелких деталей или предметов, вам нужно купить ультразвуковую ванночку или сделать ее своими руками.

Что такое ультразвуковая ванна

Ультразвук – звук в более высоком диапазоне, чем способно воспринимать человеческое ухо. Его использование в современной науке привело к ряду фантастических открытий. Одно из них – ванна ультразвуковая, волшебным образом, превращающая грязные вещи в чистые. Это происходит в результате процесса кавитации – образования и схлопывания множества мелких пузырьков воздуха на обрабатываемой поверхности. Микровзрыв каждого воздушного шарика силен, пузырек способен оторвать частичку грязи от детали или изделия даже в самых недоступных для физического воздействия местах.

Главные детали прибора – емкость объемом от 0,5 до 30 литров и излучатель для ультразвуковой ванны, работающий в диапазоне 20–40 кГц. Он расположен под дном рабочей емкости и управляется электроникой. Принцип работы агрегата прост: заполните ванну водой, спиртом, другой активной химической жидкостью, погрузите в нее предмет, нуждающийся в очистке, включите излучатель всего на 2-3 минуты. Вы не поверите своим глазам: в результате колебаний ультразвука деталь станет чище новой.

Для чего нужна

Сфера применения ванны шире, чем можно себе представить. Ультразвуковые агрегаты большего размера используют на предприятиях для очистки крупных деталей, инструментов, заготовок. Существуют ванны с ультразвуком даже для стирки белья, мытья посуды, обработки овощей. Ультразвуковой излучатель встроен во многие модели современных стиральных машин. Бытовые ванны часто покупают, чтобы мыть детали, платы, форсунки и ювелирные изделия.

Для чистки форсунок

Форсунка – механизм, представляющий собой элементарный клапан, электромагнитный, который дозирует подачу и распыл топлива (он должен делать это максимально точно). Засоренные форсунки промыть сложно, но ультразвуковая ванночка справляется с этим заданием. При необходимости, инжектор с форсунками снимают и производят промывку волнами на щадящей частоте, повторяя процедуру несколько раз.

Для телефонов

Упавший в воду телефон можно спасти, промыв материнскую плату ультразвуком определенной частоты. Для такой процедуры в технических сервисах тоже используется бытовая отмывочная ванночка. Мастер извлечет плату, снимет с нее детали, которым вреден контакт с водой (камеру, динамик, микрофон), опустит внутрь ванны, зальет специальным раствором и включит прибор для работы в заданной частоте. Плата очистится пузырьками воздуха, функционирование телефона будет восстановлено.

Для промывки деталей

Использовать ультразвуковую ванночку можно для очистки оптики, металлических, иных твердых деталей от грязи, инородных компонентов, следов пайки или шлифовки. Применяют устройство для очистки узлов и деталей оргтехники (отлично подходит для промывки принтерных головок, увеличивает срок их эксплуатации). Очень ценят ванну с ультразвуком мастера ювелирного производства. Даже сильно загрязненные в процессе носки изделия становятся абсолютно чистыми через несколько минут обработки.

Преимущества

Ультразвуковой вариант очистки изделий может оказаться предпочтительнее механического. Иногда он становится единственной возможностью привести в порядок загрязненную деталь со следами коррозии. Вот основные преимущества использования ванны ультразвуковой:

• Обработка отмываемого предмета не занимает много времени.
• Не нужно прилагать физические усилия для механического удаления грязи и ржавчины.
• Отличный эффект достигается в самых труднодоступных местах (волны не знают преград).
• Ультразвук очищает предметы бережно, не оставляя царапин и других изъянов на поверхности.
• Процедура может заменить не только промывку, но и легкую полировку.

Как пользоваться

Очевидная, но крайне важная рекомендация: перед тем как пользоваться ультразвуковой ванной, обязательно прочитайте инструкцию к ней! Чтобы очистить деталь или изделие от грязи, следов коррозии, известкового налета используют водопроводную, колодезную, дистиллированную воду, спирт, мыльный раствор, некоторые виды растворителей. Во время работы ванны ясно слышен жужжащий звук, а на поверхности погруженных предметов появляется множество пузырьков. Ваши действия по обслуживанию агрегата просты:

• Открывайте крышку и наполняйте рабочую емкость выбранной жидкостью.
• Размещайте детали или изделия так, чтобы они были покрыты водой полностью.
• Проверяйте уровень жидкости, он не должен подниматься выше специальной отметки.
• Закрывайте крышку, подключайте прибор к источнику электрической энергии.
• Нажимайте кнопку «старт», в большинстве моделей ванночки стандартная продолжительность работы составит 180 секунд.
• При необходимости, включайте прибор снова. Для равномерной очистки детали внутри ванны нужно перевернуть.
• Если требуется, можно начать с увеличения времени или диапазона работы ультразвукового излучателя.
• Когда процесс завершен, отключайте ванну от сети, сливайте воду. Не забудьте просушить емкость, а затем отправить прибор на хранение.
• Относитесь к прибору бережно, ремонт ультразвуковой ванны – дело хлопотное и не всегда возможное.

Ультразвуковая ванна своими руками

Исходя из собственных потребностей, умелые мастера часто изготавливают ванночку-очиститель самостоятельно. На интернет-страницах своих блогов и видеоканалов они щедро делятся своими схемами и наработками. Обладая элементарными навыками работы с паяльником, вы можете изготовить самостоятельно плату – мозговой центр очистительного прибора, собрать по схеме электрическую цепь, включив в нее излучатель. Так вы получите ванну ультразвуковую, соответствующую вашим запросам. Вот что вам потребуется для этого:

• плата, изготовленная по проверенной схеме;
• легкая емкость из нержавейки (кастрюлька, мисочка, тазик) емкостью 0,5-1 л;
• подставка под емкость (можно использовать отрезок пластиковой канализационной трубы);
• блок питания мощностью 12 Вольт;
• ферритовый стержень;
• излучатель ультразвуковых волн;
• эпоксидный клей для монтажа излучателя.

Чтобы ультразвуковые волны проходили в емкость, приклеивайте излучатель к миске строго по центру, пользуясь для этого эпоксидным клеем. Ферритовый стержень нужен для изготовления дросселя. Намотайте на него два десятка витков медной проволоки (толщина 1 мм). По схеме соберите электронную и электрическую часть прибора. Установите конструкцию на подставку, укрепив электронную «начинку» внутри. Протестируйте самодельную ванночку с помощью фольги от шоколада. Под действием ультразвука фольга в ванне разрушается буквально на глазах.

Жидкость для ультразвуковой ванны

Дистиллированная вода – лучшая жидкость для щадящей обработки предметов. Но при наличии сильных загрязнений, или когда нужен быстрый результат, в ход идут активные добавки и даже агрессивные химические соединения. Для очистки серебра, золота, оптики в воду добавляют до 10% средства для мытья окон. Платы телефонов, побывавших в воде, «купают» в этиловом спирте или бензине «калоша». У каждого мастера свой излюбленный рецепт, любой вариант – предмет споров и личных предпочтений.

Важно понимать, хоть горючие жидкости и используются в ваннах ультразвуковых, они несут в себе опасность. При работе ультразвукового излучателя агрегат может иметь небезопасную температуру, а пары растворителей, бензина, спирта, при работе без вытяжки, концентрируются возле горячего прибора. Поэтому производителями категорически не рекомендуется брать горючие смеси в качестве рабочего раствора. Это правило очень часто нарушается мастерами. Будьте осторожны!

Ремонт

Неработающую ванну разберите, проверьте контакты и соединения, прозвоните детали. Если вышел из строя ультразвуковой излучатель, его нужно заменить. В этом случае цена ремонта может быть сопоставима с покупкой нового прибора. Если ванна ультразвуковая на гарантии, корпус вскрывать нельзя, ищите гарантийную мастерскую, производящую приборы данного бренда, и доверьте ремонт профессионалам.

Как выбрать ультразвуковую ванну

Если самодельные приборы вам не по душе, и вы решили купить ультразвуковую ванну для домашнего пользования, вам предстоит сделать важный выбор. В каталогах интернет-магазинов можно найти десятки агрегатов разного объема, мощности, стоимости. Прежде чем заказать отмывочную ванну, определитесь, какого объема она должна быть. Если вам предстоит обрабатывать небольшие предметы, мелкие детали, платы, объема до одного литра вполне хватит. Для автомобильных форсунок, медицинских инструментов, деталей и узлов большего размера емкость должна быть 1,5-2 л.

Материал рабочей емкости прибора – нержавеющая сталь. Только он позволяет ультразвуковым волнам беспрепятственно входить в жидкость и воздействовать на очищаемый объект. Лучше взять агрегат с более глубокой чашей, чем с мелкой, но широкой. Однако учитывайте размеры предметов, которые будут отмываться. Они должны погружаться в ванну целиком. Емкость не по размеру может требовать большего количества жидкости, что неэкономно.

При продаже с доставкой по почте внимательно читайте технические характеристики устройства, задавайте вопросы продавцу. Поскольку работу прибора сложно оценить «на глаз» за несколько секунд, вы не сможете проверить его полную исправность в месте выдачи. Особенно должны настораживать акции, скидки и распродажи в интернете. Если ванна продается слишком дешево – с ней точно что-то не так.

Цена

Хороший прибор для ультразвуковой очистки лучше приобрести в интернет-магазинах, уже создавших себе репутацию добросовестных продавцов. Качественные бытовые ванночки представлены в Яндекс-маркете. Чистота обойдется вам не дорого, а добротный агрегат прослужит долго и без перебоев. Вот приблизительные цены на ванны ультразвуковые для Москвы и Санкт-Петербурга:

Видео

Самодельная ультразвуковая ванна

Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!Понравилась статья?Рассказать друзьям:Реклама на сайте

Статья обновлена: 13.05.2019

• Tutorial

Хомяки приветствуют вас, друзья. Сегодняшний пост будет посвящен созданию ультразвуковой очистительной ванны в основе которой лежит пьезокерамический излучатель Ланжевена мощностью 60 Вт. В процессе мы рассмотрим из чего состоит устройство, как его настроить чтобы ничего не сгорело и в конце лицезреем очистительные способности, которые по своему действию превосходят Мистера Пропера и всех его знакомых. Ультразвуковая ванна имеет много сфер применения и перечислить все практически невозможно, так как большинство из них будет зависеть только от вашего воображения. Прежде чем начать растворять свои пальцы в ультразвуковой ванне, давайте разберем как же возникают механические колебания на более простых системах. Одним из примеров таких колебательных механизмов являются магнитострикторы, которые под воздействием магнитного поля могут сжиматься или растягиваться. Такими параметрами обладает обыкновенный феррит от старого дедовского приемника, который наверняка у каждого валяется где-то в гараже.Для начала эксперимента нам понадобится: генератор сигналов, модулятор плотности импульсов для регулировки мощности, полумост, регулируемый блок питания и осциллограф для визуальной оценки сигнала. Дальше на небольшой оправке мотаем катушку из толстой меди, в моем случае вышло порядка 50 витков провода 2 мм. Феррит будет вставляться прямо в середину этой пушки гауса. Выставляем на модуляторе импульсов мощность в 100 процентов. Вращая ручку на генераторе находим резонанс системы, который в конкретном случае будет выглядит как две горы, вершины которых нужно выровнять.Частота конкретного стержня получилась 8.5 кГц. Приближаясь к механическому резонансу, видно как капля на верхушке ферритового стержня начинает вибрировать, меняя при этом свою первоначальную форму. В какой-то момент амплитуда вибрации достигает такой величины, что воду разрывает на тысячи мелких частиц и визуально кажется, что жидкость за долю секунды превращается в туман. Размер каждой такой капли зависит от механической системы, чем выше частота — тем меньше капля.Такая магнитострикционная система плоха тем, что при определенном пороге мощности хрупкий феррит разрывает на части, как это произошло сейчас. 15 Вт оказались недопустимы. В середине стержня возникает максимальное механическое напряжение, вот его и разрывает. Если после этого пытаться склеить две половинки стержня, то такой активной работы как была изначально не будет, так как каждый отдельный кусок будет иметь свой механический резонанс. Во время съёмки у меня разорвало три таких стержня.В качестве эксперимента подключим к генератору самый обычный пьезокерамический излучатель. Вращая ручку генератора находим момент, когда вода начинает активно возмущаться. Как видно, капли, которые образовались имеют несколько больший размер чем в представленном варианте ранее, так как резонансная частота тут в 2 раза ниже, и соответствует 3.6 кГц.Для справки. В ультразвуковых испарителях и увлажнителях воздуха используется тот же принцип, только частота тут лежит уже в мегагерцовом диапазоне. Размер капли воды может достигать несколько десятков микрон. Теперь переходим исключительно к излучателю Ланжевена, названого в честь французского физика который занимался магнетизмом. Электромеханическая частота этой железяки равна 40 кГц, и испарение воды на нем больше похоже на извержение какого-то вулкана. На таком холостом ходу излучатель сильно греется, поэтому так делать не рекомендую.В следующем эксперименте попробуем получить ультразвуковую левитацию. На резонансе в ланжевене образуется стоячая ультразвуковая волна с пучностью на конце излучающей накладки. Это основная продольная мода. В этом случае частицы вещества на конце накладки колеблются в вертикальном направлении с амплитудой в десятки микрон. Эти колебания легко передаются в воздух. Если на определенном расстоянии от излучателя установить отражающую поверхность, то излученные и отраженные волны будут складываться, образуя в воздухе стоячие звуковые волны которые имеют узлы — области минимального давления, и пучности — области максимального давления. Чтобы шарик с пенопластом левитировал его необходимо разместить именно в узле звукового давления. Если отключить систему, весь карточный домик тут же рухнет.С принципом работы Ланжевена разобрались. Теперь можно поближе разглядеть излучатель. С лицевой стороны видно отпескоструенную матовою поверхность, которая обеспечивает лучшее сцепление с клеем, который будет скреплять излучатель с гастроемкостью.Объем такого корыта полтора литра. Типоразмер посудины 1/6, глубина 100 мм, материал нержавейка. Центруем излучатель на дне посудины и отмечаем место где он будет находиться. По сути это нужно для того, чтобы следы наждачки не вылезли за границы и не испортили внешний вид. В идеале это место лучше обработать пескоструем, но у меня такого в хозяйстве нет. Когда поверхности подготовлены обезжириваем их ацетоном и разводим эпоксидный клей. Наносим его тонким слоем на само корыто и ту же процедуру проводим с излучателем. Пропусков быть не должно, так как нам нужно обеспечить хороший акустический контакт всей излучающей поверхности. При стыковке шатла Ланжевен пытается куда-то уползти. Чтобы он далеко не убежал его нужно немного притереть, а затем придавить чтобы выполз весь лишний клей.После полимеризации эпоксид приобретёт так называемую металлическую твердость. Для любителей такой вариант начать работу с мощным ультразвуком, может оказаться вполне подъёмным.Теперь время сделать корпус. Отмечаем на 10 мм ДСП заранее вымеренные размеры и начинаем работу электролобзиком. Делать такую операцию желательно ночью, когда все соседи спят) В конечном результате выйдет 5 ровных кусков, всё что нужно это понадежней скрепить стенки фанеры чтобы ничего не развалилось. Примеряем ванну вставляя одно в другое. В идеале коробка должна выйти чуть меньше чем размеры самой гастроемкости.Переходим к электронной части. Для управления временем работы ванны нужен таймер. Подходящая схема в интернете нашлась, а вот печатную плату пришлось разводить самому так как она попросту отсутствовала в описании. В результате получилась небольшая платка с достаточно скромными размерами. То что нужно. Подаем питание и видим как что-то засветилось. Кратковременное нажатие на кнопку энкодера включает и выключает таймер. Поворот ручки позволяет выбрать время в минутах от 1 до 99. После истечения заданного интервала играет музыка, а затем раздается сирена которую можно отключить разово нажав на энкодер. Работа проще некуда. Если кого-то напрягают звуковые сигналы, на плате предусмотрена перемычка отключающая динамик.Теперь дело за генератором, который будет качать акустическую систему. Разводил плату исключительно под габариты деталей которые нарыл в кладовке. Пытался разместить элементы как можно поплотней, чтобы высокочастотных наводок не было. Хотя вариант собранный из говна и палок на коленке тоже не плохо работал, но так делать не стоит.Генератор называется пуш-пул. В начале в нем были транзисторы IRFZ46, затем 2SK1276, затем IRFP460 все они показались в работе как то уныло. Лучше всего отработали транзисторы IRFZ44, на них и остановился. Управление идет от микросхемы драйвера IR2153. Так как управление частотой будет ручной в некоторых режимах транзисторы будут сильно греться. Поэтому нужно предусмотреть хороший отвод тепла. Радиатор желательно использовать с толстой основой, так как его отвод тепла будет намного эффективней чем у куска алюминьки расположенного слева, который перегревается как первоклассник на первом свидании. При любых раскладах необходимо обеспечить хороший отвод тепла и воздушное охлаждение. Значение температуры будет выводиться на китайский термометр с жк экраном. Стоит такой примерно 2 бакса.Вся энергия в ванне будет раскачиваться импульсным трансформатором от компьютерного блока питания. Из практики размер трансформатора не имеет значения, всё одинаково работало как на малой, так и на большой такой хреновине. 60 Вт для них как два пальца. Потребление всей схемы будем оценивать по показаниям амперметра включенного параллельно мощного шунта. Блок питания для нашей задачи нужен неслабый. Эта плата выковыряна из зарядки от какого-то ноутбука. Если верить характеристикам, то она выдает 65 Вт при напряжении в 20 вольт. Поделив первое на второе получим ток в три с четвертью ампера, что очень радует.Теперь эту кучу запчастей нужно разместить в шахматном порядке. Для этого на деревянных досках включаем все свои навыки художника и отмечаем заранее запланированные места куда будут вставляться органы управления. Чистая работа завершилась, пора заговнять ковер опилками от ДСП, которые как снег сыпятся во время рассверливания отверстий. Грубые следы от дрели убираем бормашиной. Так как насадка круглая, остаётся подровнять углы и тут в дело идёт напильник. Но работать с ним нужно аккуратно, так как на декоративном покрытии получаются сколы. После того как по всей хате осела пыль, декоративную деревообработку можно считать завершенной.Размещаем всю электронику. Хороший тон когда все детали входят плотно. Размещаем с обратной стороны плату таймера, а с лицевой китайский термометр который показывает температуру в десятых долях градуса, также устанавливаем остальные рубильники и переключатели. В результате выйдет что-то типа этого. Внутри размещаем блок питания, как видно он находиться возле выдувного отверстия для лучшего охлаждения. Плату генератора ставим напротив вентилятора и размещаем последний элемент — дроссель.Как же эта вся груда железа работает?! Сейчас разберёмся. Для начала настройки выставляем на регулируемом блоке питания напряжение порядка 14 вольт. Проверяем стабилизированное напряжение для питания микросхемы драйвера, оно должно быть 12 вольт. Щупом осциллографа цепляемся к затвору транзистора и проверяем присутствует ли сигнал в виде меандра. Если всё на месте, переменным резистором меняем частоту и смотрим чтобы сигнал не дергался и был ровным во всём пределе регулировки. В данном случае верхняя граница порядка 80 кГц, а нижняя в районе 34 кГц. Запас достаточно большой и карман как говорится не жмёт.Включаем на щупе делитель на 10 и подключаемся к средней ноге полевика — это сток. На холостом ходу видно как в момент включения транзистора происходит высоковольтный выброс за которым следует свободное затухающее колебание сравнительно с ударом по воде. В момент отключения ключа видим еще один пик. В идеале на этом месте должен быть чистый меандр. Но похоже он забухал. Попробуем подключить нагрузку в виде лампы Ильича. Видим как затухания пропали, передний фронт меандра в завале, а индуктивные выбросы достигают порядка 700 вольт. Такая картина никуда не годится. Часть этого ужаса возникает еще в плате, даже палец на нее влияет. Такой же сигнал будет повторяться и на выходе трансформатора. Видно как между включениями каждого плеча формируется дедтайм в 1.2 миллисекунды. Ровным счетом, кроме формы сигнала работа идёт в правильном направлении.Высокочастотный звон можно задавить снаббером. Так называется цепочка из резистора и конденсатора. При этом резистор должен быть мощным, около 5 Вт, так как он сильно греется. Разместим их в зоне обдува радиатора. Подсоединяя РЦ цепочку к одному из плеч пуш-пула, видно как гасятся волны правда с небольшим возмущением в момент включения. Это лучшее чего смог добиться экспериментально подбирая ёмкость и сопротивление снаббера для данной схемы. В любой случае даже под нагрузкой сигнал на выходе высоковольтной части трансформатора стремится быть похожим на меандр. С этим разобрались, едем дальше.Так как излучатель является ёмкостной нагрузкой к нему нужно рассчитать резонансный дроссель, который повысит эффективность работы. Измеряем ёмкость и получаем примерно 5 нФ. Частота данного Ланжевена 40 кГц. Заходим в программу «Электродроид» и вводим туда эти параметры. Гениальная программа для двоечников, ничего не нужно считать только цифры вводить, программа всё сделает за вас сама. По результатам вычислений индуктивность вышла 3.2 мГн. Мотать трансформатор будем двойным проводом, чтобы уменьшить общее сопротивление. Меньше сопротивление, меньше потерь которые будут рассеиваться в виде тепла. Первый вариант дросселя мотался на сердечник неразобранного трансформатора. Заняло это порядка 4 часов, так как укладывать медь виток к витку было затруднительно. Конечная индуктивность со всеми стараниями вышла 0.6 мГн. Я был расстроен. Можно намотать образец и в один провод на обычном куске феррита, потерь будет много, но для настройки такой вариант сгодится.И так, что мы тут видим?! На одном из концов излучателя сидит трансформатор тока, в дальнейшем от него будет мало толку. На горячем конце дросселя подцепим неоновую лампочку для визуальной оценки напряжения. Нальем в гастроемкость немного водицы, примерно на 1/3. Щуп осциллографа подключим к высоковольтному выходу трансформатора.Поднимаем напряжение и видим… Да хрен пойми что! На резонансе при максимальном потреблении меандр просаживается по самое ни хочу образуя две вершины как в фильме Властелин Колец. Подозреваю, так влияет дроссель по питанию низковольтной части. Размах напряжения судя по всему немалый, поэтому делать так как будет дальше не рекомендую. Подключаем щуп с делителем к горячему концу, регулируем частоту и видим как амплитуда напряжения взмахивает за пределы измерения осциллографа. Размах примерно в 1000 вольт. Второй конец неоновой лампы щипается если его касаться.Посмотрим что там на трансформаторе тока. Картинка прыгает из-за плохой синхронизации осциллографа. Ану синхронизируйся старая рухлядь. Не выводи меня! Ток на резонансе растет что и должно быть. Если вода в ванне болтается, то работа системы становится нестабильной.Интересный эффект обнаруженный во время экспериментов. Если один конец Ланжевена не соединить с общим проводом схемы, то на корпусе ванны появляется весь потенциал напряжения в киловольтах, это хорошо видно на неоновой лампочке. Даже проскакивают небольшие искры при касании железяки. На плате заранее предусмотрена перемычка заземляющая ланжевен.Схема электронной части. Пытался в ней указать всё, даже цоколёвку транзистора. На дросселе резонансной части стоит замыкатель. Заметил, что иногда ванна лучше работает без него, чем с ним, а иногда наоборот.Для наглядности ниже показаны две картинки с сигналами. На первой работа с ёмкостной нагрузкой, а на второй с резонансной. Архив со всем нужным материалами для сборки ванны.С этой частью разобрались, вроде ничего не сгорело, двигаемся дальше. Подключаем все разъёмы с питанием, управлением, переменными резисторами, келлером, и т.д. Так как датчик температуры термометра имеет очень удобную форму для крепления, ничего другого кроме как присобачить его на кусок фольгированного скотча я не придумал, хотя более правильно будет просверлить дырку в радиаторе и засунуть его туда вместе с термопастой для лучшего теплового контакта. Корпус ванны сделан из ДСП, а как известно он боится воды, точней его незащищённые боковины. Водостойкий силикон отлично справляется с такими задачами. Отделяем кусок этой гадости и втираем в торцы деревяхи. Тут важно никуда не спешить для себя же делаем. Так же на силиконе будет лучше держаться демпферная лента, которая будет изолировать тело гастроемкости от корпуса устройства, чтобы полезные вибрации не гасились. Для крепления Ланжевена к нержавеющему корыту вместо эпоксидной смолы можно использовать холодную сварку типа «Поксипол». Им вроде как производители ванн пользуются. Пусть пользуются, обычный эпоксид в разы дешевле стоит.Для справки. Не стоит оставлять вещи без присмотра, иначе набегут хомяки и погрызут все провода. Но не стоит бояться если рядом паяльник им всегда можно дать отпор) Сказать что ванна получилась компактной это ничего не сказать по сравнению с китайскими, но сколько тут мощи… Вторая частьАрхив с полезностямиПолное видео проекта на YouTubeНаш InstagramИспользуемые источники:

• https://stankiexpert.ru/tehnologii/ultrazvukovaya-vanna.html
• https://sovets.net/12890-ultrazvukovaya-vanna.html
• https://habr.com/post/490576/