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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Idroionizzatore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Elettronica in medicina Le proprietà curative dell'aria di boschi, montagne, prati alpini, il mare sono note da tempo all'umanità. Anche l'antico medico greco Ippocrate notò che l'aria di montagna e di mare ha un effetto benefico su una persona, guarendo da molte malattie. La natura degli effetti benefici di tale aria è stata scoperta dagli scienziati I. Elster e G. Geitel. Hanno scoperto che gli ioni dei gas dell'aria - gli ioni dell'aria, come li chiamò in seguito A. Chizhevsky, hanno proprietà curative. La ionizzazione dell'aria avviene sotto l'influenza delle radiazioni radioattive del suolo e dell'acqua, delle radiazioni ultraviolette del Sole, dei raggi cosmici, delle scariche elettriche nell'atmosfera (fulmini, scariche sulle cime delle montagne, aghi di conifere, ecc.), nonché quando l'acqua viene schiacciato e spruzzato durante un temporale, pioggia, vicino a cascate. Gli ioni dell'aria hanno una carica negativa o positiva. Gli ioni negativi dell'aria sono rappresentati dall'ossigeno, che cattura facilmente gli elettroni liberi dall'esterno. Ioni positivi dell'aria: anidride carbonica e azoto, se perdono uno degli elettroni. Gli ioni negativi e positivi dell'aria influenzano il corpo umano e gli animali in modo diverso. Chizhevsky nei suoi esperimenti ha scoperto che gli ioni negativi dell'aria prolungano la vita e quelli positivi, al contrario, riducono la vita. Ma l'aria, priva di tutti gli ioni dell'aria, aveva un effetto ancora più dannoso sugli animali. Aria con un eccesso di ioni aria ossigeno stabilizza la pressione sanguigna, rende la respirazione più profonda, aumenta l'appetito e migliora la digestione. Gli ioni dell'aria influenzano le proprietà fisico-chimiche del sangue: la velocità di eritrosedimentazione, la concentrazione di zucchero e colesterolo. In una foresta di conifere in una giornata di sole, il numero di ioni d'aria raggiunge 10 mila per 1 cm3 di aria, in montagna fino a 20 mila, vicino a cascate - fino a 100 mila Dopo aver costruito case, una persona si è praticamente privata di la possibilità di respirare aria ionizzata. In una zona residenziale, la quantità di ioni negativi nell'aria non supera i 100...200 cm3. Negli uffici alla fine della giornata lavorativa, la quantità di ioni negativi dell'aria scende a 25 ... 50 per cm3. Gli ioni negativi dell'aria sono praticamente assenti vicino a TV, monitor, apparecchiature per ufficio, in ambienti con condizionatori e ventilazione forzata. In tali stanze, ci sono principalmente ioni d'aria positivi che hanno un impatto negativo su una persona. Quasi tutti i tipi di ionizzatori utilizzano il metodo effluviale di ionizzazione dell'aria. È come segue. Se viene applicata un'alta tensione alla punta dell'ago ("meno" all'ago e "più" al suolo), gli elettroni "fluiranno" dalla punta ("effluvium" - in greco "deflusso"). Gli elettroni in movimento sulla loro strada "si attaccano" alle molecole di ossigeno, formando ioni d'aria negativi. A. Chizhevsky ha sviluppato una serie di requisiti per gli ionizzatori d'aria, è particolarmente importante che lo ionizzatore non produca ozono e composti azotati. Poiché l'ozono e il biossido di azoto sono forti agenti ossidanti. I radioamatori progettano "lampadari Chizhevsky", che utilizzano il metodo di ionizzazione effluviale. Ma poiché i progetti amatoriali sono molto diversi dal progetto proposto da Chizhevsky, o l'efficienza degli ionizzatori d'aria è bassa o producono ozono e ossidi di azoto. Quindi, la maggior parte dei progetti rappresenta un'unità ad alta tensione basata su un trasformatore orizzontale di uscita modificato di un ricevitore televisivo con moltiplicazione della tensione. Non viene prestata la dovuta attenzione alla progettazione dell'emettitore di elettroni. Non ci sono ancora dispositivi per misurare il numero di ioni d'aria in 1 cm3 di aria. Tali strutture svolgono bene le funzioni di purificazione dell'aria, ma come ionizzatori d'aria sono inefficaci, poiché la concentrazione di ioni dell'aria necessaria per una persona viene creata in esse a breve distanza, nella zona di formazione dell'ozono. Ma ci sono design che consentono di generare ioni negativi dell'aria senza alta tensione, a causa dell'effetto palla (spruzzi d'acqua). Questi sono i cosiddetti idroionizzatori. Esistono idroionizzatori meccanici ed elettronici. L'irrorazione dell'acqua avviene mediante vibrazioni ultrasoniche di una piastra piezoelettrica concava posta sul fondo della vasca. Il circuito elettrico del generatore di vibrazioni ultrasoniche è mostrato in Fig.1.
Sugli elementi DD1.1-DD1.3 è assemblato un generatore di impulsi rettangolare a una frequenza di 1,8 ... 2,0 MHz. Il chip DD1 tipo 74AC04 su transistori complementari ad effetto di campo con struttura a semiconduttore di ossido di metallo, che è una variante della diffusa serie di logica transistor-transistor SN74, ha permesso di ottenere fronti di impulso ripidi, basso consumo di corrente, piccoli valori di elementi di regolazione della frequenza rispetto ad un generatore realizzato su chip SN7404 (K155LN1). Elemento DD1.4 - buffer. Dall'uscita di DD1.4 gli impulsi vengono inviati al circuito di differenziazione C5R3. Modificando la costante di tempo del circuito RC utilizzando il resistore di sintonia R3, è possibile modificare la durata degli impulsi all'uscita degli elementi DD1.5, DD1.6, pertanto il duty cycle degli impulsi cambierà da 0 a 2. Pertanto, la potenza fornita al piezoelettrico BQ1 e il numero di ioni negativi generati nell'aria vengono regolati. Poiché la soglia per l'apertura di un potente transistor MOSFET VT1 è di circa 5 V e sono necessarie correnti significative per aprire e chiudere rapidamente il transistor, è necessario utilizzare un amplificatore. Poiché viene utilizzato il chip DA2 IRF7105, composto da due transistor ad effetto di campo: n-channel e p-channel. Caratteristiche del transistor a canale n: corrente di drain 3,5 A, dissipazione di potenza 2,0 W. Caratteristiche del transistor a canale p: corrente di drain 2,5 A, dissipazione di potenza 2,0 W. Questa quantità di corrente, ad una tensione di alimentazione di 2 V DA12, è sufficiente per ricaricare rapidamente la capacità di ingresso del transistor MOSFET. A un livello logico basso all'uscita di DD1.5, DD1.6 apre il transistor a canale p in DA2. In questo caso, +1 V viene fornito al gate del transistor VT5 attraverso il resistore R12 e il transistor VT1 si apre. Ad un livello logico alto all'uscita di DD1.5, DD1.6 apre il transistor a canale n in DA2. In questo caso, il gate del transistor VT1 attraverso il resistore R5 è collegato all'uscita comune del generatore e il transistor VT1 si chiude. Quando il MOSFET è chiuso, la capacità statica dell'elemento piezoelettrico BQ1 viene caricata attraverso l'induttanza L1. Quando il transistor VT1 è aperto, la capacità statica dell'elemento piezoelettrico BQ1 si scarica. In questo caso, l'elemento piezoelettrico subisce una deformazione. Le oscillazioni dell'elemento piezoelettrico con frequenza ultrasonica creano onde elastiche longitudinali nel liquido. Quando l'elemento piezoelettrico si trova sul fondo del contenitore e riempito d'acqua a un livello pari alla dimensione focale dell'elemento piezoelettrico, una piccola fontana si alzerà dalla superficie dell'acqua, accompagnata da nebbia - gocce d'acqua fini. Queste gocce d'acqua sono portatrici di ioni negativi dell'aria. Il design (Fig. 2) utilizza un emettitore concavo con un diametro di 30 mm e una lunghezza focale di 70 mm in piezoceramica PZT con una frequenza di 1,8 ... 2,0 MHz. Un elemento piezoelettrico 1 è incollato nel corpo di ottone 2 utilizzando una colla conduttiva.Dal basso viene inoltre premuto con un anello di caprolon 5. Il corpo è fissato sul fondo del contenitore 4 con un anello di ottone 10 e un anello di gomma di tenuta 3. Una massiccia rondella di ottone 5 è premuta contro l'anello 11 dal basso con un manicotto 6 di caprolon, che funge da radiatore per il transistor 7. La rondella ha un foro per un conduttore che collega l'elemento piezoelettrico allo scarico del transistor. Il transistor MOSFET è fissato sul dissipatore di calore tramite una guarnizione isolante. La scheda con elementi radio 8 è pressata dal basso con un anello caprolon 13. Nella parte inferiore della custodia 1, sul suo lato esterno, è presente un induttore 1 2 (L1 secondo lo schema), avvolto su un telaio dielettrico. L'alimentazione dal raddrizzatore viene fornita tramite un cavo schermato bipolare 14 attraverso il foro centrale nel coperchio 15 dell'alloggiamento 1.
La configurazione del circuito elettronico è la seguente. Innanzitutto, separatamente dal transistor di potenza, il generatore è sintonizzato sulla frequenza di risonanza parallela dell'elemento piezoelettrico BQ1 utilizzando il resistore R2. La resistenza R3 imposta la durata minima dell'impulso sull'uscita DA2. Quindi la scheda viene installata nella custodia e vengono effettuati tutti i collegamenti. L'acqua stabilizzata viene versata in un contenitore con un corpo installato. Il livello di riempimento del contenitore non è superiore alla lunghezza focale dell'elemento piezoelettrico. La tensione viene fornita al circuito da una sorgente a corrente limitata. Controllando la tensione con un oscilloscopio nel punto di connessione L1, il drain del transistor VT1 e l'elemento piezoelettrico BQ1, aumentando la potenza con il resistore R3, si ottiene un'oscillazione del segnale di 120 V da picco a picco. Regolando la frequenza con il resistore R2, si ottiene un consumo minimo di corrente da una sorgente di +48 V. Di norma, si osserva la formazione del maggior numero di ioni d'aria negativi. Progettazione PCB. I radioelementi sono montati su un circuito stampato rotondo in fibra di vetro a doppia faccia. L'installazione viene eseguita su entrambi i lati della scheda. Chip DD1 e DA2 in versione SMD. Resistori fissi di taglia 1206, resistori del tipo C2-23 con una potenza di 0,062 W possono essere installati verticalmente. Resistenze trimmer R2, R3 tipo SPZ-19a. Condensatori ceramici fissi, grandezza 1206. Condensatori elettrolitici della serie HITANO, ECA. Diodo VD1 qualsiasi tipo di impulso KD522. Transistor MOSFET VT1 tipo IRF630S, IRF730S in un pacchetto D2-PACK o simile, n-channel. La bobina L1 contiene 15 spire di filo PEV-2 con un diametro di 0,8 mm. Secondo i materiali della rivista Radioamator Pubblicazione: cxem.net
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