Ультразвук — это упругие волны высокой частоты. Человеческое ухо воспринимает распространяющиеся в среде упругие волны частотой приблизительно до 16 000 колебаний в секунду (герц); колебания с более высокой частотой представляют собой ультразвук (за пределом слышимости). Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 Гц до нескольких миллиардов герц. То, что ультразвук активно воздействует на биологические объекты (например, убивает бактерии), известно уже более 80 лет. Ультразвуковые стерилизаторы хирургических инструментов распространены в больницах. Электронная аппаратура со сканирующим ультразвуковым лучом служит целям обнаружения опухолей в мозгу и постановки диагноза, используется в нейрохирургии для инактивации отдельных участков головного мозга мощным сфокусированным высокочастотным (порядка 1 МГц) пучком. Ультразвук широко применяется в терапии — при лечении люмбаго, миалгии и контузий. Еще одним полезным качеством ультразвукового излучения является борьба с летающими насекомыми.
Рассмотрим устройство, схема которого представлена на рис. 1.4.
Такие особенности устройства, как доступные детали, малые габариты и отсутствие налаживания, позволяют повторить его любому радиолюбителю. Непосредственно услышать (и таким образом удостовериться в работоспособности узла) излучаемый звук не представляется возможным, т. к. спектр ультразвуковых волн находится за пределами слышимости человеческого уха. А вот на коллекторе транзистора VT2 (при необходимости) можно проконтролировать импульсы частотой 32–40 кГц. В схеме на однотипных транзисторах VT1, VT2 собран высокочастотный автогенератор, нагруженный на пьезоэлектрический капсюль НА1.
Ограничительные резисторы R1, R6, R3, выпрямительный диод VD2 и оксидный конденсатор С1 выполняют роль бестрансформаторного источника питания для ультразвукового генератора. Ток потребления составляет менее 20 мА. Напряжение питания генератора (разница потенциалов на обкладках оксидного конденсатора С1) может быть в пределах 10–15 В.
Мощность УЗ-генератора невелика, но ее можно увеличить, уменьшив сопротивление ограничительного резистора R10. При сопротивлении R10 5,6 кОм мощность излучения достаточна для эффективной защиты от комаров комнаты площадью 12–15 м2. Испытания проводились в июне — сентябре 2005 г. в городской квартире. Результатом можно назвать спокойно проведенные ночи при открытых дверях лоджии.
Комары не падают замертво, как рекламируется в проспектах таблеточных и жидкостных фумигаторов вблизи нагрева стержня фумигатора или его пластины, а просто не подлетают к включенному излучателю ближе, чем на 10 м — это позволяет спать спокойно. При включении устройства визуально заметно, что комары жмутся по стенам, перебираясь в более спокойное место. Наиболее оптимальным местом установки в квартире является вход на лоджию, или места открытых окон, дверей и проч. Отрицательным моментом эффективности работы устройства является тот факт, что летающие насекомые со временем (через 8–9 дней постоянной работы) могут в разной степени адаптироваться к ультразвуковым колебаниям, излучаемым устройством. Если это происходит, разумно сделать мораторий на использование устройства продолжительностью в несколько дней. Побочных эффектов для человека при испытаниях не выявлено.
Спектр применения устройства не ограничивается рассмотренным вариантом, устройство имеет перспективу. При увеличении частоты УЗ-излучения до 40–50 кГц можно добиться исчезновения в радиусе действия генератора не только летающих, но и ползающих насекомых-вредителей. А при уменьшении частоты излучения до 16–25 кГц таким прибором можно влиять на кошек и собак по принципу «ультразвукового свистка» также не слышимого человеком. В последнем случае мощность генератора придется увеличить и заменить капсюль НА1 типа FY-14A на более мощный, например, АК-059, АК-157, излучатели фирмы Peeries под обозначением 811815 и другие аналогичные.
Печатная плата для данного устройства не разрабатывалась. Все элементы монтируются на экспериментальной перфорированной плате и помещаются в любой подходящий корпус, который в авторском варианте не превышает размеров спичечного коробка. В месте расположения капсюля НА1 корпус должен иметь отверстие для свободного выхода излучения. Из корпуса выводится двужильный провод с вилкой для включения в осветительную сеть 220 В.