Токи высокой частоты

Что такое токи высокой частоты?

Токи с частотой выше 10000 гц называют токами высокой частоты (ТВЧ). Их получают с помощью электронных устройств.

Если поместить проводник внутрь катушки, по которой течет ток высокой частоты, то в проводнике возникнут вихревые токи. Вихревые токи нагревают проводник. Скорость нагрева и температуру легко регулировать, меняя ток в катушке.

В индукционной печи можно плавить самые тугоплавкие металлы. Для получения особо чистых веществ плавку можно вести в вакууме и даже без тигля, подвесив расплавленный металл в магнитном поле. Высокая скорость нагрева очень удобна при прокатке и ковке металла. Подбирая форму катушек, можно вести пайку и сварку деталей при наилучшем температурном режиме.

Индукционная плавильная печь

Влияние поля Е усиливает ток на поверхности проводника и ослабляет в середине. При достаточно большой частоте ток течет только в поверхностном слое проводника.

Метод поверхностной закалки стальных изделий придумал и предложил российский ученый В. П. Вологдин. На высокой частоте индукционный ток нагревает только поверхностный слой детали. После быстрого охлаждения получается нехрупкое изделие с твердой поверхностью.

Действие токов высокой частоты на диэлектрики

На диэлектрики действуют высокочастотным электрическим полем, помещая их между пластинами конденсатора. Часть энергии электрического поля расходуется при этом на нагрев диэлектрика. Нагрев с помощью ТВЧ особенно хорош, если теплопроводность вещества мала.

Высокочастотный нагрев диэлектриков (диэлектрический нагрев) широко применяется для сушки и склейки древесины, для производства резины и пластмасс.

Токи высокой частоты в медицине

Прочие применения токов высокой частоты

Зерно, обработанное перед посевом ТВЧ, заметно повышает урожайность.

Индукционный нагрев газовой плазмы позволяет получить высокие температуры.

Поле частотой 2400 МГц в микроволновой электропечи варит суп прямо в тарелке за 2-3 минуты.

На изменении параметров колебательного контура при поднесении катушки к металлическому предмету основано действие миноискателя.

Токи высокой частоты применяются также для радиосвязи, телевидения и радиолокации.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Теория радиоволн: ликбез

Думаю все крутили ручку радиоприемника, переключая между «УКВ», «ДВ», «СВ» и слышали шипение из динамиков.
Но кроме расшифровки сокращений, не все понимают, что скрывается за этими буквами.
Давайте ближе познакомимся с теорией радиоволн.

Радиоволна

Длина волны(λ) — это расстояние между соседними гребнями волны.
Амплитуда(а) — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении.
Период(T) — время одного полного колебательного движения
Частота(v) — количество полных периодов в секунду

Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте:

Где: длина волны(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)

«УКВ», «ДВ», «СВ»

Сверхдлинные волны — v = 3—30 кГц (λ = 10—100 км).
Имеют свойство проникать вглубь толщи воды до 20 м и в связи с этим применяются для связи с подводными лодками, причем, лодке не обязательно всплывать на эту глубину, достаточно выкинуть радио буй до этого уровня.
Эти волны могут распространяться вплоть до огибания земли, расстояние между земной поверхностью и ионосферой, представляет для них «волновод», по которому они беспрепятственно распространяются.

Длинные волны(ДВ) v = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м).

Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.

Средние волны (СВ) v = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м).

Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли.Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.

Короткие волны (КВ) v= 3—30 МГц (λ = 100—10 м).

Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния(несколько тысяч км) за счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.

Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м).

Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями.
Существует формула, которая позволяет рассчитать дальность связи в УКВ диапазоне:

Так к примеру при радиотрансляции с останкинской телебашни высотой 500 м на приемную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.

Высокие частоты (ВЧ-сантиметровый диапазон) v = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м).
Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях.
Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах.
Как видите, wi-fi оборудование и микроволновые печи работают в одном диапазоне и могут воздействовать на воду, поэтому, спать в обнимку с wi-fi роутером, длительное время не стоит.

Крайне высокие частоты (КВЧ-миллиметровый диапазон) v = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м).
Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.

AM — FM

Зачастую, приемные устройства имеют положения переключателей am-fm, что же это такое:

AM — амплитудная модуляция

Это изменение амплитуды несущей частоты под действием кодирующего колебания, к примеру голоса из микрофона.
АМ — первый вид модуляции придуманный человеком. Из недостатков, как и любой аналоговый вид модуляции, имеет низкую помехоустойчивость.

FM — частотная модуляция

Это изменение несущей частоты под воздействие кодирующего колебания.
Хотя, это тоже аналоговый вид модуляции, но он имеет более высокую помехоустойчивость чем АМ и поэтому широко применяется в звуковом сопровождении ТВ трансляций и УКВ вещании.

На самом деле у описанных видом модуляции есть подвиды, но их описание не входит в материал данной статьи.

Еще термины

Интерференция — в результате отражений волн от различных препятствий, волны складываются. В случае сложения в одинаковых фазах, амплитуда начальной волны может увеличиться, при сложении в противоположных фазах, амплитуда может уменьшиться вплоть до нуля.
Это явление более всего проявляется при приеме УКВ ЧМ и ТВ сигнала.

Поэтому, к примеру внутри помещения качество приема на комнатную антенну ТВ сильно «плавает».

Дифракция — явление, возникающее при встрече радиоволны с препятствиями, в результате чего, волна может менять амплитуду, фазу и направление.
Данное явление объясняет связь на КВ и СВ через ионосферу, когда волна отражается от различных неоднородностей и заряженных частиц и тем самым, меняет направление распространения.
Этим же явлением объясняется способность радиоволн распространяться без прямой видимости, огибая земную поверхность. Для этого длина волны должна быть соразмерна препятствию.

Источник

Получение энергии от источников радиоволн

Электронные устройства постепенно внедряются в повседневную жизнь, и, конечно, им всем требуется энергия в той или иной форме для работы. К счастью, энергия окружает нас во многих формах. Энергия может быть преобразована из ветра, света, движущихся объектов, даже используя оставшуюся энергию высокочастотных радиопередач. Поскольку мир становится все более электронным по своей природе, становится все более целесообразным повторно использовать энергию, когда она доступна, например, в радиочастотных / микроволновых сигналах, для установления более эффективного общего использования энергии.

Сбор энергии, вероятно, наиболее известен в приложениях, которые используют солнечный свет в качестве источника энергии. Специально для устройств, которые требуют лишь небольшого количества энергии для работы, солнечный свет может быть преобразован в достаточное для работы постоянное напряжения с помощью относительно небольших солнечных батарей.

В малонаселенных районах часто можно увидеть, что крыши некоторых домов покрыты солнечными батареями, мощности которых вполне хватает, чтобы обеспечить дом электроэнергией, в некоторых случаях и продавать ее энергокомпаниям. Точно так же в областях, где открытые равнины обеспечивают воздействие относительно сильных ветров, например на Среднем Западе Соединенных Штатов, нет ничего необычного в том, чтобы увидеть ветряные турбины, которые могут превращать ветер в «почти бесплатные» источники электрической энергии.

На сегодняшний день солнечный свет, скорее всего, является наиболее популярным источником альтернативной энергии, который можно преобразовать в постоянное напряжение. Компании, такие как Analog Devices, Silicon Laboratories и Texas Instruments, предлагают обширные линейки беспроводных приемопередатчиков, генераторов и других высокочастотных компонентов для солнечных батарей. Кроме того, EnOcean разработала серию переключателей с автономным питанием, которые питаются от солнечных источников, а также многих микросхем, которые используют беспроводную связь на частотах ISM для выполнения управляющих функций в солнечной энергетике. Самым последним «поступлением» является датчик присутствия солнечной энергии для систем управления освещением Bluetooth, использующий Bluetooth Low Energy (BLE) для упрощения автоматизации зданий.

Не столь широко распространенным, но быстро растущим по популярности, является процесс сбора энергии от радиочастотных / сверхширокополосных сигналов, таких как радио- / телевизионные радиостанции и беспроводное оборудование. Сбор энергии таким способом позволяет заменить батареи в приложениях с низким энергопотреблением, таких как датчики систем интернет вещей (IoT) и метки радиочастотной идентификации (RFID). Повторное использование энергии может сократить эксплуатационные расходы и повысить эффективность существующих электронных систем и устройств.

Сбор энергии от радиочастотных / сверхширокополосных сигналов является четким процессом. Это может быть выполнено с помощью интегральных схем (ИС), содержащих основные компоненты, такие как радиоприемники и повышающие преобразователи, которые преобразуют энергию РЧ-сигнала от антенны в переменное или постоянное напряжение, а затем передают энергию на устройство хранения энергии, такое как аккумуляторная батарея или конденсатор. Простые конструкции антенны Vivaldi продемонстрировали отличные возможности в обеспечении сверхширокополосного (UWB) частотного покрытия (например, от 100 МГц до 6 ГГц) для поддержки многих радиочастотных ИС, собирающих энергию.

Преобразование энергии радиочастот

Коммерческие радиочастотные приемники энергии, такие как P210B Powerharvester от Powercast Corp., обеспечивают возможность преобразования РЧ-сигналов в постоянное напряжение. Это приемник, предназначенный для использования в нижней части промышленной, научной и медицинской (ISM) полосы (от 902 до 928 МГц).

P2110B использует свой внутренний конденсатор как часть собственного контролируемого процесса преобразования энергии. Регулируемые уровни напряжения от сборщика энергии могут быть установлены от +2,0 В до +5,5 В постоянного тока при максимальном токе 50 мА. Выходное напряжение микросхемы отдает запасенную энергию, когда на конденсаторе достигнут высокий порог заряда. Когда энергия, запасенная в конденсаторе, падает до порога низкого напряжения, выходное напряжение от P2110B отключается. Как предполагает производитель, микропроцессор может использоваться со сборщиком энергии для оптимизации энергопотребления и повышения производительности подключенных электронных устройств, таких как датчики.

Учитывая ожидаемый быстрый рост беспроводных датчиков IoT и потребность в удаленных беспроводных датчиках в сотовых сетях 5G, сбор энергии, несомненно, будет принимать различные формы, в том числе от фотоэлектрических и термоэлектрических источников. Одним из таких примеров является ИС для сбора энергии из фотоэлектрических источников. AEM10940 от e-peas semiconductors, разработанная для использования с солнечными батареями, может подавать два независимых регулируемых напряжения, чтобы продлить срок службы батареи или даже устранить потребность в батарее в электронной системе управления стабилизацией точки максимальной мощности.

Совсем недавно эта же фирма разработала пару полупроводниковых устройств, модели AEM30940 и AEM40940, для извлечения энергии из радиочастотных источников. Оба оснащены встроенными повышающими преобразователями, которые заряжают батареи и конденсаторы и предназначены для извлечения энергии из сигналов ISM-диапазона с низким энергопотреблением. AEM30940 может работать с низкими уровнями входного радиосигнала: –18,2 дБм с 863 до 868 МГц и с 915 до 921 МГц, –14 дБм с 2110 до 2170 МГц и –9,5 дБм с 2,4 до 2,5 ГГц. Устройство поверхностного монтажа, имеет конфигурационные контакты для упрощения реализации различных режимов работы, а также корпусные контакты низкого и высокого напряжения для подачи полного диапазона напряжений от 50 мВ до 5 В.

Устройства сбора энергии в настоящее время доступны для многих различных источников энергии, включая солнечный свет, ветер, движение, температуру, даже для захвата электромагнитных волн от тепла тела пользователя. Возможности варьируются для каждого подхода к сбору, при этом солнечная энергия остается самой популярной и эффективной формой сбора энергии уже в окружающей среде. Но с распространением в мире устройств беспроводной связи и увеличением энергии радиочастотного / сверхширокополосного сигнала в большинстве населенных пунктов расширяются возможности использования технологии сбора энергии РЧ в качестве питания электронных устройств с низким энергопотреблением, таких как миллиарды датчиков IoT. Ожидается, что волна сборщиков энергии радиочастот покроет планету в ближайшие годы.

Источник

Радиочастотная терапия в эстетической медицине | ReAction

Поиск статей:

АКЦИЯ: Термолифтинг ReAction

АКЦИЯ: Hydrafacial + пилинг PRX-33

АКЦИЯ: миндальный и пировиноградный пилинг

О том, как вредно длительное время находиться под открытыми лучами солнца, было сказано уже очень.

Процесс старения рано или поздно затрагивает все живые организмы в мире и человек не исключение.

Радиочастотная терапия в эстетической медицине.
Благодаря высокой эффективности RF-излучение, используемое для нагревания биологических тканей, широко применяется в электрохирургии и дерматологии для решения различных задач, включая подтяжку и омоложение кожи лица, коррекцию целлюлита. В статье представлен обзор литературы по использованию неаблятивной радиочастотной энергии, а также приведены собственные результаты клинических исследований с применением биполярного RF-аппарата, оснащенного запатентованной технологией CORE™ (Channeling Optimized RF-Energy), и описание техники механического массажа.
Review of RF history and applications in aesthetic medicine.
Due to its high efficiency, RF-energythat uses for heating of biological tissue is widely used in electrosurgery and dermatology forthe various applications, includingskin tightening, skin rejuvenation and cellulite reduction. This paper reviews the literature on the use of non-ablative radiofrequency energy, and provides its own clinical studies with the use of bipolar RF-system, that utilizes a patented CORE™ (Channeling Optimized RF-Energy) technique and mechanical massage.

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
3.1. RF-аппарат
Биполярный RF-аппарат (Reaction™, Viora, Израиль), объединяющий технологию CORE™ (Channeling Optimized RF-Energy) и технику механического массажа, был разработан с целью воздействия на кожу высокочастотным электрическим током для неинвазивной подтяжки, уменьшения проявлений целлюлита и коррекции неглубоких морщин в различных областях тела.

Аппликаторы
В систему входят три различных аппликатора:
— аппликатор B-Contour для обработки поверхностей площадью 35 х 30 мм подает импульсное RF- излучение мощностью 50 Вт и вакуум;
— аппликатор F-Contour для обработки небольших участков площадью 15 х 10 мм подает импульсное RF- излучение мощностью 25 Вт и вакуум;
— ST-аппликатор, предназначенный для подтяжки кожи лица и тела и обработки поверхностей площадью 8×8 мм, подает импульсное RF-излучение плотностью энергии 130 Дж/см3, без вакуума, охлаждается до 6°С.

3.3. Целлюлит и моделирование силуэта
Исследование проводилось на 27 здоровых женщинах в возрасте от 24 до 63 лет с индексом массы тела менее 29. Критериями включения в исследование были: умеренный двусторонний целлюлит, равный или превышающий 2 степень в абдоминальной области, на бедрах и ягодицах. Пациенткам не разрешалось соблюдать диету или вызывать любые изменения веса более чем на 2 кг в течение всего периода исследования. Всем участницам было проведено 8 процедур с интервалом 1 неделя. Три пациентки покинули исследование по личным причинам, не имевшим отношения к эксперименту. Фотографии были сделаны в начале (до проведения первой процедуры), во время проведения курса процедур (после 4 процедуры) и в конце курса процедур (через неделю после 8 процедуры), затем раз в месяц в течение 3 месяцев во время контрольного осмотра и 1 раз через 6 месяцев после последней процедуры. Измерения объемов бедер, ягодиц и живота проводились независимыми экспертами. Анализ выполнялся до курса процедур, перед 4 процедурой и во время каждого контрольного визита в соответствии с клинической оценкой фотографии, объемами (талии, бедер, живота) и оценкой степени удовлетворенности пациенток. Для завершения обзора три независимых эксперта должны были оценить степень выраженности целлюлита по случайно выбранным фотографиям. Измерения проводились в соответствии со стандартными методами. В дополнение исследователи должны были немедленно сообщать о побочных или неожиданных эффектах. Степень удовлетворения пациенток (в баллах) отмечалась на каждом контрольном визите в течение 3 месяцев.

Исследования in vivo продемонстрировали также увеличение эритроцитов и плазмы, что свидетельствует об улучшении кровообращения.
Повышение эластичности соединительной ткани было рассмотрено в соответствии с модельными экспериментами по заживлению ран in vitro, согласно которым снятие напряжения распластанных фибробластов в культуре запускает эктоцитоз, играющий решающую роль в ремоделировании внеклеточного матрикса. В то же время S.G. Kim и соавт. при растяжении культуральных фибробластов отметили увеличение экспрессии коллагена I и III типов. Эти исследования показали, что фибробласты соединительной ткани активно участвуют в процессах заживления ран и ремоделирования внеклеточного матрикса, отвечая на механическое растяжение усилением экспрессии генов коллагена I и III типов и фактора роста TGF-бета 1.
Исследования in vivo на свиньях показали возможность получения эффекта ремоделирования соединительной ткани после RF-воздействия. Через 8 часов после завершения процедуры признаки неоднородности соединительной ткани как результата микротравмы были заметны на образце подкожножировой клетчатки. Через 48 часов после процедуры наблюдалось формирование новой соединительной ткани как результат процесса заживления.

40-летняя женщина с дряблой и обвисшей кожей в области живота: до (а) и после трех лечебных процедур (б), наблюдается уменьшение дряблости кожи в области живота (медицинский эстетический центр «Керен-Ор»)

5. ОБСУЖДЕНИЕ
Эксперименты in vivo продемонстрировали уникальную возможность технологии CORE™ использовать различные частоты, режимы RF-воздействия и уровни интенсивности вакуума. Благодаря этому можно контролировать процесс при проведении полного спектра RF-процедур на разных областях тела и лице, а также учитывать индивидуальные особенности и конкретные проблемы каждого пациента.

Сочетание лазерного липолизаи использования аппарата Reaction™

Поскольку липосакция и лазерный липолиз не устраняют целлюлит полностью, после них все чаще используются эндермология, ультразвуковое, лазерное и/или RF-воздействия для подтяжки кожи и коррекции неровностей или отеков. Применение этих методов может быть начато через 2 недели после хирургического вмешательства, как правило, выполняется серия из 8-12 процедур. Некоторые специалисты используют эндермологию до липосакции, чтобы усилить циркуляцию крови и достичь более впечатляющего результата. Однако такой подход требует серьезных инвестиций в препараты или оборудование, что обычно делают только врачи, специализирующиеся на лечении целлюлита. Но поскольку для большинства специалистов коррекция целлюлита является лишь одной из ряда предлагаемых ими эстетических процедур, использование комбинированного лечения довольно ограничено. Исключение составляет сочетанная терапия, включающая липосакцию, которая часто выполняется одновременно с другими хирургическими операциями высококвалифицированными хирургами.

45-летняя женщина до (а) и через 28 дней после сочетанного воздействия с помощью аппаратов Contour I, UltraShape® и Reaction™, нежелательные объемы сократились на 6,8 см, вес уменьшился на 0,2 кг (б)

ВОЗМОЖНЫ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТА

Источник