Como comentamos en la presentación de esta nota, los ultrasonidos poseen muchas aplicaciones. En esta oportunidad vamos a describir un circuito que genera señales que son útiles para remover la suciedad de piezas de pequeño tamaño, con la ayuda de un solvente adecuado.
Por ejemplo, para limpiar una pieza de hierro oxidada, podríamos utilizar kerosene como solvente; para ello debemos introducir la pieza en un recipiente metálico con el solvente y adosar (pegar) el transductor de ultrasonido a dicha lata de modo que las señales hagan vibrar al recipiente en forma imperceptible para nosotros, pero muy efectiva para la limpieza de la pieza.
Debemos destacar que las señales de ultrasonido, por más potencia que posean, son inocuas para el ser humano.
La base de nuestro circuito, que se muestra en la figura 1, es un oscilador en base a un oscilador del tipo Schmitt trigger construido con un integrado CMOS. La frecuencia es regulable y debe estar comprendida entre 20kHz y 70kHz.
La frecuencia apropiada dependerá del elemento a limpiar, debiendo el operador, encontrar la relación adecuada para cada caso. Por ejemplo, para limpiar piezas oxidadas, encontramos que la frecuencia aconsejada ronda los 30.000Hz, mientras que para la limpieza de elementos engrasados, se obtuvo mejor rendimiento para valores cercanos a los 50kHz. La frecuencia puede ser ajustada por medio del potenciómetro P1.
La salida del oscilador se inyecta a un buffer formado por un séxtuple inversor CMOS (CD4049), que entrega la señal a una etapa de salida en puente transistorizada.
Note que el par transistorizado formado por T1 y T2, recibe la señal en oposición de fase, en relación con el par formado por Q3 y Q4.
Mayor rendimiento se obtiene si se cortocircuitan las bases de Q3 y Q4, pero en esta configuración se ha notado un sobrecalentamiento de los transistores.
Si al armar el circuito, nota que existe poco rendimiento, se aconseja quitar, en primer lugar, el corto existente entre las bases de T1 y T2, luego se puede realizar la prueba cortocircuitando los otros dos transistores.
En la figura 1, también se grafica la fuente de alimentación sugerida para este circuito, la cual provee una tensión de 15V, pero nada impide utilizar otra tensión comprendida entre 9V y 15V.
El transductor es normal (puede verlo en la fotografía mostrada al comienzo de esta nota) y en general, cualquiera para ultrasonido debiera funcionar sin inconvenientes. El circuito impreso se muestra en la figura 2 y el montaje no reviste consideraciones especiales.
Para obtener el resultado esperado, es necesario que el transductor quede firmemente fijado al recipiente en el que se colocará la pieza a limpiar.
El tiempo que demorará la limpieza dependerá de la frecuencia elegida y del tipo y tamaño de la pieza.