Ultrasonic levitation study

Tiriamajame darbe nagrinėjamas ultragarso pritaikymas ultragarsinei levitacijai ore sukelti. Nagrinėjama ultragarsinės levitacijos taikymas medicinoje ir įvairių gabaritų įrenginiuose , taip pat didelių pramoninių agregatų veikime. Apžvelgiant tokių sistemų konstrukciją, galima rasti įvairių trūkumų, kuriuos ateityje galima tobulinti. Vienas iš didžiausių pastebėtų trūkumų - tai sistemos gabaritiniai matmenys. Todėl baigiamojo darbo metu buvo ieškota įvairių sprendimų kaip šį trūkumą išspręsti, ir buvo iškelti tikslai : 1. Optimizuoti Laboratorijoje turimą išilginių – lenkimo ultragarsinių virpesių T – tipo sistemą. 2. Sukurti ir ištirti naują radialinę lenkimo virpesių sistemą. Darbo uždaviniai : Išanalizuoti galingos ultragarsinių virpesių stovinčios bangos dideliame plote sukėlimo ypatybes. Susipažinti su Laboratorijoje esama T- tipo sistema, išanalizuoti jos darbą. Atlikti ultragarsinių sistemų kompiuterinį modeliavimą . Optimizuoti diskinio rezonatoriaus lenkimo virpesių rezonatoriaus skerspjūvį. Suprojektuoti, pagaminti ir suderinti optimizuotas sistemas. Iš elektrinės ir mechaninės pusės ištirti ultragarsines sistemas: nustatyti impedanso – dažninę ir fazinę bei amplitudines – dažnines charakteristikas prie įvairių elektrinių galių. Nustatyti levitacijos keliamos jėgos priklausomybę nuo paduodamos į pjezokeitiklį galios. Tiriamojo darbo metu nagrinėjamos jau sukurtos ir laboratorijoje turimos T- tipo sistemos, nustatomos jų charakteristikos , bandoma jas optimizuoti. Darbo eigoje sumodeliuojama ir pagaminama, radialinio tipo ultragarsinė sistema, kuri yra kur kas kompaktiškesnė už prieš tai tyrinėtą sistemą. Nustatomos jos charakteristikos, atliekami įvairūs kūnų levitavimo eksperimentiniai tyrimai, kurių pasekoje pagrindžiami išsikelti uždaviniai ir tikslai.The research is focused on the adaptation of ultrasound for creating airborne ultrasonic levitation. The study investigates the application of ultrasonic levitation for medical purposes and in the equipment of different dimensions, also in the operation of large industrial units. A closer look at the structure of such systems allows to detect multiple defects that could be eliminated in the future. One of the most evident defects is the size of the system. Thus, the purpose of this paper is the search of various solutions with the following objectives set forth: 1. Optimisation of longitudinal-bending ultrasonic vibration T type system used in the lab. 2. Creation and investigation of a new radial bending vibration system. Tasks of the study: To analyse the specifics of generating a powerful ultrasonic vibration standing wave in a big area. To get acquainted with T type system used in the lab, to analyse the operation of the system. To perform computer modeling of ultrasonic systems. Optimise the cross-section of disc type bending-mode resonator. To plan, build and fine-tune the optimised systems. To perform electrical and mechanical investigation of ultrasonic systems: to set frequency/phase and amplitude/frequency characteristics of impedance at different electrical voltages. To set the dependance of levitation power on the piezo converter input voltage. The study contains the analysis of the already created and used in the lab T type systems, their characteristics and optimisation possibilities. A radial type ultrasonic system has been modeled and produced as a result of the study. A system of this type is more compact in comparison with the previously analysed system. The characteristics of the system are determined and various experiments of body levitation are performed, serving as a ground for the tasks and objectives set forth in the paper.Švietimo akademijaVytauto Didžiojo universiteta