Самодельный генератор тумана. Мощная ультразвуковая пушка своими руками. Принцип действия и особенности процедуры

Очередной раз просматривая необъятные просторы Али- Экспресса, я натолкнулся вот на такой туманообразователь.

Купил его....просто так, для экспериментов. Как выяснилось, он представляет собой рабочий элемент если не всех, то большинства увлажнителей воздуха, и работает он очень даже не плохо. Принцип его работы заключается в том, что мембрана, колеблющаяся с ультразвуковой частотой, создаёт вакуум. Вода в вакууме, как известно, переходит в газообразное состояние при намного более низких температурах.

На практике прибор представляет собой цилиндр, диаметром примерно в три с половиной сантиметра и высотой около двух с половиной. Питается он от постоянного тока, напряжением 24 В. В верхней его части есть датчик (электрод) для того, чтобы не допустить "сухого хода" - как только уровень воды опустится ниже его, прибор перестаёт работать. При опускании в воду подключенного прибора, он сразу же начинает работать - в верхней части образуется "фонтанчик" из пузырьков тумана. Важен уровень воды в ёмкости с прибором - если над ним более двух-трёх сантиметров, туман не будет образовываться. Пузырьки успеют раствориться в воде и на поверхности мы увидим только небольшой фонтанчик. Расход воды достаточно мал. Я использовал такой туманообразователь при изготовлении самодельной топки для фальш-камина. Там он находится в ёмкости квадратного сечения, размером 30 на 18 см. Уровня воды в два сантиметра хватает примерно на 4-5 часов непрерывной работы. На шнуре находится резиновая уплотнительная пробка, которая позволит вам уплотнить отверстие в ёмкости, через которое вы проведёте шнур.

Прибор можно использовать в большом количестве разнообразных самоделок как практического назначения (увлажнители воздуха), так и декоративного (фонтаны, "альпийские горки", декоративные пруды и так далее). При этом на Али-Экспрессе вы найдёте и подобный

Запитать его можно, например, от компьютерного блока питания, с которого без труда можно снять нужное напряжение. А можно купить на Али-Экспресс туманообразователь сразу с блоком питания. Обойдётся вам такой набор около 7-ми - 8-ми долларов.

И на последок... При проектировании самоделок с эти прибором, не забывайте, что его "продукт" - не водяной пар, а именно туман! Он тяжелее воздуха и стелется понизу. Если прибор работает, к примеру, в тазу с водой, то таз наполнится туманом, потом какое-то время он будет уплотняться, а только потом "выливаться". Правда, явственно процесс "выливания" вы не увидите - верхний стой от соприкосновения с воздухом будет растворяться...

Климатическое оборудование постоянно развивается, предлагая потребителю новые возможности регуляции параметров микроклимата. Решение задачи увлажнения воздуха давно перешло из категории опционального наполнения массивных конденсаторов и реализовалось в виде полноценных самостоятельных приборов. Сегодня желающим освежить помещения в доме частицами влаги предлагается огромный ассортимент компактных увлажнителей. И отдельное место в этом классе оборудования занимает тумана, который также подходит для бытового применения, но вместе с этим имеет и свои эксплуатационные особенности.

Общие сведения о генераторах тумана

Внешне такие приборы напоминают крупные увлажнители или малогабаритные мобильные кондиционеры. По конструкции это небольшой блок, который подключается к электросети и работает в заданном режиме. Гораздо интереснее принципы работы устройства. Существует два вида генераторов - для образования дымки (декоративной) и непосредственно для увлажняющего холодного тумана. В первом случае генерация осуществляется механически под давлением - через помпу и компрессор буквально выдавливаются и выбрасываются в помещение мелкие частицы жидкости. Особенностью таких систем является то, что работают они не с обычной водой, а с аэрозолями и модифицированными смесями. Конечно, в их основе тоже содержится вода, но как разбавитель. Активными компонентами обычно выступает глицерин или гликоль. В свою очередь, ультразвуковой генератор тумана ориентируется именно на распыление частиц холодной воды с целью изменения микроклиматических характеристик. Принцип работы данного устройства заслуживает отдельного внимания.

Как работают ультразвуковые модели?

Для понимания особенностей работы таких приборов важно определить два компонента рабочего процесса - это непосредственно генерирующее ультразвук устройство и рабочая среда. Первый компонент воздействует на рабочую жидкостную среду посредством колебательных волн (ультразвука) на частотах, достаточных для разбивания поверхностного слоя на мелкие элементы. В процессе работы водная среда называется озвучиваемой - в данный момент ультразвуковой генератор тумана выполняет над ней следующие операции:

• Воздействие на поверхность.
• Увеличение поверхности взаимодействия звуковых волн с жидкостью.
• Диспергирование. Рассеивание частиц жидкости на фоне тонкого измельчения.
• Эмульгирование. Генерация эмульсий.

Далеко не всегда требуется выполнение полного цикла из описанных операций. Более того, не каждый генератор в принципе может осуществлять, например, диспергирование и эмульгирование. Конкретные режимы работы с перечнем операций задает сам пользователь.

Технические характеристики

В характеристиках устройства можно проследить и отличия от обычных увлажнителей. В первую очередь это мощность. Для квартиры или небольшого дома вполне хватит прибора на 700-1000 Вт. Но если речь идет о больших студиях, площадках или павильонах, то мощность должна составлять порядка 1200-1500 Вт. Из этого показателя следует и производительность, составляющая 250-300 м 2 /мин. То есть это объем генерации и выдачи пара. Иногда изготовители рассчитывают данную величину в «кубах». В таком случае средним показателем производительности будет 50-70 м 3 /мин. Что касается характеристик энергообеспечения, то 220 В вполне достаточно, чтобы обслужить бытовой ультразвуковой увлажнитель. Генератор тумана из профессионального сегмента, впрочем, может питаться и от трехфазной сети на 380 В. Это промышленные установки, которые к тому же отличаются крупными размерами.

Положительные отзывы

С точки зрения обычного потребителя ультразвуковые генераторы отличаются способностью быстрого наполнения помещения туманом. Если тот же увлажнитель или даже парогенератор требуют от 30 мин до 1,5-2 ч для обеспечения требуемого результата, то в случае с туманным генератором на это уходит 8-10 мин. К плюсам относят и качество распыления, которым характеризуется даже бюджетный туманообразователь. ультразвуковой неплохо себя проявляет и в плане защитных качеств. Он устойчив к перегрузкам в сети и внешним воздействиям, в том числе температурным.

Негативные отзывы

Несмотря на привлекательные рабочие качества, эргономика большинства генераторов такого типа оставляет желать лучшего. И в плане дизайнерских качеств, и в управлении пользователи больше ценят аккуратные и компактные приборы для увлажнения и мойки воздуха. Кроме того, генераторы требуют специального техобслуживания. Например, в процессе эксплуатации должна периодически чиститься или заменяться мембрана для генератора тумана ультразвукового увлажнителя, но комплектующие для подобной техники не всегда легко найти на рынке. С другой стороны, многие владельцы отмечают высокую степень надежности конструкции, поэтому поломки встречаются редко.

Самостоятельное изготовление генератора

Для сборки генератора потребуется ультразвуковой модуль для функции колебания, блок питания, вентилятор пластиковый контейнер и сантехническая арматура для обеспечения ввода жидкости. В процессе работы ультразвуковой модуль будет создавать колебательный эффект с выделением мелких частиц воды. В свою очередь, вентилятор устанавливается перед этим модулем, выводя поднимаемые частицы наружу в помещение. Соответственно, вода все это время будет находиться в контейнере. Какими функциями еще должен обладать ультразвуковой генератор тумана? Своими руками можно собрать поплавок, который будет подниматься и опускаться в зависимости от уровня воды. Эта функция важна, если планируется оставлять прибор работающим несколько часов или даже сутками. По мере рассеивания жидкости система подойдет к точке отключения, которое как раз спровоцирует поплавок с механикой нажатия на соответствующую кнопку блока питания.

Как выбирать ультразвуковой генератор тумана?

Многое зависит от назначения генератора. Чаще всего такие устройства приобретаются для увлажнения помещения, если до этого в нем было сухо. В этом случае важны базовые параметры, среди которых интенсивность выработки тумана, производительность и качество распыления как такового, чтобы образовавшееся облако не привело к переувлажнению обоев или мебели. Опять же, есть модели, предназначенные исключительно для декоративной функции. Они лишь создают дымку с определенной густотой, которая может использоваться на студийных съемках. В этом случае стоит предпочесть генератор тумана ультразвуковой с подсветкой, которая сделает то же облако визуально ярче и эффектнее. Важно учесть и возможность использования генератора за пределами дома, то есть без возможности подключения к электросети. Бывают и такие приборы - в них нужно будет рассчитывать потенциал аккумулятора. В среднем батареи обеспечивают автономную работу на 30-60 мин.

Заключение

При всех достоинствах генераторы с функцией образования тумана пока еще не до конца вписались в сферу бытового применения. Об этом свидетельствует и отсталая эргономика, и устаревшая система управления. И это понятно, поскольку приборы пришли из промышленного сегмента, в котором подобные качества практически не учитываются. И напротив, производительность данного решения более чем подходит для обслуживания жилья. Что касается стоимости, то и она немаленькая - в среднем 5-6 тыс. руб. Впрочем, на ресурсе «Авито» ультразвуковой генератор тумана можно найти и за 2 тыс. Здесь же, кстати, можно будет договориться и с продавцами комплектующих с расходниками для прибора. Они тоже стоят недорого, но важно учитывать соотношение технических параметров компонентов с конструкцией генератора. У тех же мембран размеры стандартизированы, но встречаются и современные модификации, к которым предъявлялись новые нормативные требования. Поэтому перед покупкой стоит дательно проверять соответствие отдельных частей и аксессуаров.

Для тестирования одного из устройств нам понадобился генератор «настоящего» дыма. Настоящего в том смысле, что нас не устраивал тот водно-глицериновый туман, который производят генераторы «тяжелого» дыма, широко используемые в шоу-бизнесе. Вот взвешенные мельчайшие частички сажи - это уже настоящий дым, который, как известно, образуется при горении чего-то углеродсодержащего в условиях некоторого дефицита окислителя.
Поиск по Интернетам дал результат, были найдены несколько доступных для изготовления на коленке конструкций такого типа устройств, используемых в основном для поиска трещин и щелей в газораспределительных системах автомобилей с ДВС. Одна из них с некоторыми модификациями и была взята за основу. Собственно, что получилось:

Принцип действия понятен любому, кто хоть раз в жизни перегревал сковородку с маслом - дыма получается очень много. Так и в этом генераторе - в камеру, где сильно-сильно подогревается масло, закачивается воздух, который выходит из камеры уже с образовавшимся дымом. В данном случае мы используем вазелиновое масло (купленное в аптеке), как самое безопасное с точки зрения образования вредных продуктов сгорания. Рассмотрим устройство камеры:


Нагревательным элементом в ней служит свеча накаливания Febi 15956 для дизельных двигателей, приобретенная в известном магазине запчастей к иномаркам. Эта штука имеет резьбу M12x1,25, что близко к сантехническому варианту 1/4, она короткая, что уменьшает габариты камеры, и стоит относительно недорого.


Сама камера состоит из отрезка (сгона) дюймовой трубы, футорки-переходника с 1/4" на 1/2", переходника с 1/2" на 1" и крышки-заглушки на 1". Стыки уплотнены сантехнической нитью для герметизации резьбовых соединений. Все это было приобретено в одном хозяйственно-строительном гипермаркете. Воздух в камеру подается и выходит через две медные трубочки с нарезанной резьбой М5. Они ввинчиваются в два резьбовых отверстия в крышке и фиксируются гайками с подложенными шайбами. Трубочка подачи воздуха опускается в камеру ниже. А чтобы в выходящем воздухе было меньше капелек масла, он проходит через кусочек стальной мочалки для отдирания посуды:


Закреплена камера на куске доски с помощью уголков, хомута и резиновой прокладки:


Подается воздух от автомобильного компрессора. Изначально предполагалось, что накал свечи нужно будет регулировать, для чего была собрана схема с ШИМ-регулятором мощности на популярном таймере 555:


Впрочем, при наладке работы генератора этот регулятор был выкручен на максимум и в дальнейшем работал скорее просто в качестве соединителя. Питаются компрессор и свеча накаливания от обычного компьютерного блока питания. Фотография ниже сделана во время работы генератора. На ней можно заметить белесый конус, выходящий из открытой трубочки, это и есть требуемый дым:


Дым пахнет только что потухшей свечкой и его запах относительно быстро выветривается.
Также для теста нам потребовалось определять концентрацию этого дыма в воздухе, как мы это делали, будет рассказано в следующий раз.

Туман, медленно расползающийся по дну чаши, расположенной прямо на столе, плавно перетекающий за ее границы и растворяющийся за ее пределами как неведомое и волшебное вещество, наверняка удивил бы многих. Подобные эффекты создают в голливудских фильмах, чтобы передать таинственную и чарующую атмосферу или накалить обстановку. Подобное кажется невозможным, и оттого фантастическим и загадочным.

Мало кто знает, что подобные спецэффекты можно с легкостью воспроизвести в обычной городской квартире, необходимо лишь использовать генератор тумана, который без труда поместится на столе и будет не только создавать сказочную атмосферу, но и «оздоровлять» помещение. Но область применения этого устройства гораздо шире, чем кондиционирование воздуха или создание спецэффектов.

Генераторы тумана

Генераторами тумана называют устройства, которые способные вырабатывать и распылять аэрозоли - дисперсные вещества, обычно состоящие из взвешенных в воздухе мелких частиц или дисперсной фазы. Подобные системы нашли применение во многих отраслях человеческой деятельности:

Трудно поверить, что генератор тумана, имея идентичную схему функционирования, способен выполнять столь широкий спектр различных операций. Разумеется, промышленные и бытовые устройства имеют ряд отличий, но в основу их работы положен один и тот же принцип.

Механические и термомеханические генераторы

Все генераторы тумана можно разделить на два основных вида - механические и термомеханические. Наибольшее распространение в практической деятельности человека получил первый вид устройств, так как они обладают более простой конструкцией, отличаются низкой стоимостью и эффективностью. Генератор холодного тумана распыляет аэрозоли только за счет механического воздействия.

В термомеханических установках образованная механическим способом дисперсная фаза поступает на нагревательный элемент или в камеру сгорания, где испаряется и через сопло в виде пара попадает в окружающую среду. Преимуществами термомеханических генераторов можно назвать универсальность (они могут создавать конденсационные и механические аэрозоли), а также более плотное заполнение аэрозолем замкнутого пространства.

Принцип работы механических устройств

Механический генератор тумана создает дисперсные аэрозоли. Он, в свою очередь, бывает нескольких подвидов:

1. Пневматический. Аэрозолеобразующий состав распыляется в окружающем пространстве струей газа. Газ поступает под высоким давлением и буквально разбивает состав на мелкие составляющие - капли. Размер капель, а, следовательно, и степень распыления, регулируется изменением скорости струи.
2. Ультразвуковой. В конструкции таких устройств есть элемент, вибрирующий в ультрадиапазоне. Как правило, это пьезоэлектрическая пластинка, либо керамический диск. Элемент, вибрируя с высокой частотой, «разбивает» и распыляет состав.
3. Дисковые. В таких аппаратах на быстро вращающиеся диски поступает аэрозолеобразующая смесь, которая под действием центробежного ускорения распыляется в окружающей среде.

Механический прибор именуют также как Это обусловлено тем, что образующаяся дисперсная фаза обладает той же температурой воздуха окружающей среды. Нагревательные элементы в этом процессе участия не принимают.

Применение генераторов тумана в быту

Для создания особой атмосферы в доме, оздоровления атмосферы в помещениях используются лишь механические устройства. Как правило, это в которых роль вибрирующего элемента выполняет одна или несколько мембран круглой формы. От количества и диаметра мембран зависит интенсивность распыления воды.

Для поддержания работоспособности такого оборудования необходимо регулярно проводить чистку и замену мембран. В устройство генератора тумана для домашнего пользования могут входить и пьезоэлектрические пластинки. В таком случае срок службы аппарата можно считать бесконечным. Работают такие устройства от сети питания 220В.

Генератор тумана на страже вашего дома

Внедрение генераторов тумана в состав охранно-дымовых систем является инновационным решением, которое уже не раз подтвердило свою целесообразность. Работа такой конструкции основана на взаимодействии отслеживающих проникновение устройств и распылителей аэрозолей.

В случае несанкционированного проникновения индикаторы подают сигнал контрольному устройству, тот отдает приказ и начинает распыление аэрозолеобразующей смеси генератор тумана. Отзывы пользователей показывают, что встретив на своем пути преграду в виде дыма, преступник предпочитает отступить, нежели продолжить свой натиск.

Стоимость генераторов тумана

Сказать что-то конкретное о стоимости бытовых устройств, генерирующих туман, не получится. Их цена зависит от множества показателей. Одним из определяющих является принцип работы, интенсивность распыления, мощность и страна-производитель.

Незначительное влияние оказывает и дополнительное оборудование, например, светодиодная подсветка или плавающий плотик, который позволяет использовать в небольшом водоеме генератор тумана. Цена устройств, включающих таковые модификации, начинает расти от 2 000 рублей.

Далее стоимость начинает расти пропорционально техническим характеристикам: чем выше мощность и больше мембран, тем дороже будет прибор. Так, за генератор с 12 керамическими дисками и мощностью 300 Вт придется отдать около 23 тыс. рублей. Совет, который можно дать покупателям - приобретайте товар только в проверенных магазинах.

Сейчас на прилавках магазинов громадный выбор бытовых увлажнителей, начиная от простейшего "бублика", который плавает в стакане с водой и запитан от порта USB, и заканчивая навороченными автоматикой дорогостоящие офисные увлажнители. В основном большая часть такого товара приходит к нам из соседнего Китая, и поэтому о долговечности девайса не стоит говорить. Например, у меня 5 литровый бытовой увлажнитель в грибнице проработал всего полгода, после этого ни одна мастерская не смогла вернуть его к жизни. Хорошо, что для пробы я выписал из Китая небольшую партию mist maker (мист мейкер), это небольшие ультразвуковые генераторы тумана, к которым нужен только блок питания на 24 вольта. Выглядят они вот так:

Разница между двумя этими моделями только в диаметре рабочей пластины, покрытой керамикой, на первом фото диаметр 20мм на втором 16мм, и естественно первая работает намного эффективней. Пришлось сделать только поплавок, и взять ведро под ёмкость, где плавает мист мейкер. Работает надёжно, я подливаю только воду. Немного о воде - вода должна быть как можно чище, идеальный вариант - дистиллированная, от воды зависит и долговечность керамической пластины, и второе - какие соли находятся в воде, то при работе ультразвука, все эти соли вместе с туманом будут плавать в вашем помещении, покрывая всё тонким белым налётом. Как сделать увлажнитель, я рассказал и показал в видео.