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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Hidroionizador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Eletrônica na medicina As propriedades curativas do ar das florestas, montanhas, prados alpinos, o mar são conhecidas há muito tempo pela humanidade. Até mesmo o antigo médico grego Hipócrates notou que o ar da montanha e do mar têm um efeito benéfico sobre uma pessoa, curando muitas doenças. A natureza dos efeitos benéficos desse ar foi descoberta pelos cientistas I. Elster e G. Geitel. Eles descobriram que íons de gases de ar - íons de ar, como A. Chizhevsky mais tarde os chamou, têm propriedades curativas. A ionização do ar ocorre sob a influência da radiação radioativa do solo e da água, radiação ultravioleta do Sol, raios cósmicos, descargas elétricas na atmosfera (relâmpagos, descargas no topo das montanhas, agulhas de árvores coníferas, etc.), bem como quando a água é esmagado e pulverizado durante uma tempestade, chuva, perto de cachoeiras. Os íons do ar têm uma carga negativa ou positiva. Os íons negativos do ar são representados pelo oxigênio, que captura facilmente os elétrons livres do lado de fora. Íons de ar positivos - dióxido de carbono e nitrogênio, se perderem um dos elétrons. Os íons negativos e positivos do ar afetam o corpo humano e os animais de maneira diferente. Chizhevsky em seus experimentos descobriu que os íons negativos do ar prolongam a vida e os positivos, pelo contrário, encurtam a vida. Mas o ar, desprovido de todos os íons do ar, tinha um efeito ainda mais prejudicial sobre os animais. O ar com excesso de iões de ar de oxigénio estabiliza a pressão arterial, torna a respiração mais profunda, aumenta o apetite e melhora a digestão. Os íons do ar afetam as propriedades físico-químicas do sangue: a velocidade de sedimentação de eritrócitos, a concentração de açúcar e colesterol. Em uma floresta de coníferas em um dia ensolarado, o número de íons de ar atinge 10 mil por 1 cm3 de ar, nas montanhas até 20 mil, perto de cachoeiras - até 100 mil. Tendo construído casas, uma pessoa praticamente se privou de a oportunidade de respirar ar ionizado. Em uma área residencial, a quantidade de íons negativos do ar não excede 100...200 cm3. Nas instalações do escritório no final do dia de trabalho, a quantidade de íons negativos do ar cai para 25 ... 50 por cm3. Os íons negativos do ar estão praticamente ausentes perto de TVs, monitores, equipamentos de escritório, em salas com ar condicionado e ventilação forçada. Em tais instalações, existem principalmente íons de ar positivos que têm um impacto negativo em uma pessoa. Quase todos os tipos de ionizadores usam o método eflúvio de ionização do ar. É o seguinte. Se uma alta voltagem for aplicada à ponta da agulha ("menos" para a agulha e "mais" para o solo), os elétrons "fluirão" da ponta ("eflúvio" - em grego "fluxo"). Os elétrons em movimento em seu caminho "grudam" nas moléculas de oxigênio, formando íons de ar negativos. A. Chizhevsky desenvolveu uma série de requisitos para ionizadores de ar, é especialmente importante que o ionizador não produza ozônio e compostos nitrogenados. Uma vez que o ozônio e o dióxido de nitrogênio são agentes oxidantes fortes. Os radioamadores projetam "candelabros Chizhevsky", que usam o método de ionização eflúvio. Mas como os projetos amadores são muito diferentes do projeto proposto por Chizhevsky, ou a eficiência dos ionizadores de ar é baixa ou eles produzem óxidos de ozônio e nitrogênio. Assim, a maioria dos projetos representa uma unidade de alta tensão baseada em um transformador horizontal de saída modificado de um receptor de televisão com multiplicação de tensão. A devida atenção não é dada ao projeto do emissor de elétrons. Ainda não existem dispositivos para medir o número de íons de ar em 1 cm3 de ar. Tais estruturas desempenham bem as funções de purificação do ar, mas como ionizadores de ar são ineficazes, pois a concentração de íons de ar necessária para uma pessoa é criada nelas a uma curta distância - na zona de formação de ozônio. Mas existem designs que permitem gerar íons de ar negativos sem alta tensão, devido ao efeito bola (pulverização de água). Estes são os chamados hidroionizadores. Existem hidroionizadores mecânicos e eletrônicos. A pulverização de água é realizada usando vibrações ultrassônicas de uma placa côncava piezoelétrica colocada no fundo do tanque. O circuito elétrico do gerador de vibrações ultrassônicas é mostrado na Fig.1.
Nos elementos DD1.1-DD1.3, um gerador de pulso retangular é montado na frequência de 1,8 ... 2,0 MHz. Chip DD1 tipo 74AC04 em transistores de efeito de campo complementares com uma estrutura de semicondutor de óxido de metal, que é uma variante da ampla série de lógica transistor-transistor SN74, possibilitou obter frentes de pulso íngremes, baixo consumo de corrente, pequenos valores de elementos de ajuste de frequência em comparação com um gerador feito no chip SN7404 (K155LN1). Elemento DD1.4 - buffer. A partir da saída de DD1.4, os pulsos são alimentados ao circuito diferenciador C5R3. Alterando a constante de tempo do circuito RC usando o resistor de sintonia R3, você pode alterar a duração dos pulsos na saída dos elementos DD1.5, DD1.6, portanto, o ciclo de trabalho dos pulsos mudará de 0 a 2. Assim, a potência fornecida ao piezoelétrico BQ1 e o número de íons de ar negativos gerados são regulados. Como o limite para abrir um transistor MOSFET poderoso VT1 é de cerca de 5 V, e são necessárias correntes significativas para abrir e fechar rapidamente o transistor, um amplificador deve ser usado. Como é usado o chip DA2 IRF7105, composto por dois transistores de efeito de campo: canal n e canal p. Características do transistor de canal n: corrente de dreno 3,5 A, dissipação de energia 2,0 W. Características do transistor de canal p: corrente de dreno 2,5 A, dissipação de potência 2,0 W. Esta quantidade de corrente, a uma tensão de alimentação de 2 V DA12, é suficiente para recarregar rapidamente a capacitância de entrada do transistor MOSFET. Em um nível lógico baixo na saída de DD1.5, DD1.6 abre o transistor de canal p em DA2. Neste caso, +1 V é fornecido à porta do transistor VT5 através do resistor R12 e o transistor VT1 abre. Em um nível lógico alto na saída de DD1.5, DD1.6 abre o transistor de canal n em DA2. Nesse caso, a porta do transistor VT1 através do resistor R5 é conectada à saída comum da fonte de alimentação e o transistor VT1 fecha. Quando o MOSFET está fechado, a capacitância estática do elemento piezoelétrico BQ1 é carregada através da indutância L1. Quando o transistor VT1 está aberto, a capacitância estática do elemento piezoelétrico BQ1 é descarregada. Neste caso, o elemento piezoelétrico sofre deformação. As oscilações do elemento piezoelétrico com frequência ultrassônica criam ondas elásticas longitudinais no líquido. Quando o elemento piezoelétrico está localizado no fundo do recipiente e preenchido com água a um nível igual ao tamanho focal do elemento piezoelétrico, uma pequena fonte subirá da superfície da água, acompanhada de neblina - gotas finas de água. Essas gotas de água são portadoras de íons negativos do ar. O projeto (Fig. 2) usa um emissor côncavo com diâmetro de 30 mm e distância focal de 70 mm feito de piezocerâmica PZT na frequência de 1,8 ... 2,0 MHz. Um elemento piezoelétrico 1 é colado no corpo de latão 2 usando cola condutora. Por baixo é adicionalmente pressionado com um anel de caprolon 5. O corpo é fixado no fundo do recipiente 4 com um anel de latão 10 e um anel de borracha de vedação 3. Uma arruela de latão maciço 5 é pressionada contra o anel 11 por baixo com uma manga de caprolon 6, que serve como um radiador para o transistor 7. A arruela tem um orifício para um condutor que liga o elemento piezoelétrico ao dreno do transistor. O transistor MOSFET é fixado no dissipador de calor através de uma junta isolante. A placa com elementos de rádio 8 é pressionada por baixo com um anel de caprolon 13. Na parte inferior da caixa 1, em seu lado externo, há um indutor 1 2 (L1 conforme o diagrama), enrolado em uma carcaça dielétrica. A alimentação do retificador é fornecida através de um cabo blindado de dois condutores 14 através do orifício central na tampa 15 da carcaça 1.
A configuração do circuito eletrônico é a seguinte. Em primeiro lugar, separadamente do transistor de potência, o gerador é sintonizado na frequência de ressonância paralela do elemento piezoelétrico BQ1 usando o resistor R2. O resistor R3 define a duração mínima do pulso na saída DA2. Em seguida, a placa é instalada no gabinete e todas as conexões são feitas. A água sedimentada é despejada em um recipiente com um corpo instalado. O nível de enchimento do recipiente não é superior à distância focal do elemento piezelétrico. A tensão é aplicada ao circuito a partir de uma fonte de corrente limitada. Ao controlar a tensão com um osciloscópio no ponto de conexão L1, o dreno do transistor VT1 e o elemento piezoelétrico BQ1, aumentando a potência com o resistor R3, uma oscilação de sinal de 120 V é alcançada de pico a pico. Ao ajustar a frequência com o resistor R2, é alcançado um consumo mínimo de corrente de uma fonte de +48 V. Como regra, observa-se a formação do maior número de íons negativos do ar. Projeto PCB. Os radioelementos são montados em uma placa de circuito impresso redonda feita de fibra de vidro de dupla face. A instalação é feita em ambos os lados da placa. Chips DD1 e DA2 na versão SMD. Resistores fixos do tamanho 1206, resistores do tipo C2-23 com potência de 0,062 W podem ser instalados verticalmente. Resistores Trimmer R2, R3 tipo SPZ-19a. Capacitores cerâmicos permanentes, tamanho 1206. Capacitores eletrolíticos da série HITANO, ECA. Diodo VD1 qualquer tipo de pulso KD522. Transistor MOSFET VT1 tipo IRF630S, IRF730S em um pacote D2-PACK ou similar, n-channel. A bobina L1 contém 15 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,8 mm. De acordo com os materiais da revista Radioamator Publicação: cxem.net
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