Ценное предложение по применению ультразвука в полиграфии сделали санкт-петербургские изобретатели. Скорость обычного письма на машинке равна 180–200 знаков в минуту. Машинка, которую создали в Санкт-Петербурге, не имеет клавишей. «Пером» по бумаге водит ультразвук. Чернила «вскипают» под действием высокочастотных колебаний. Чернильное облачко с большой скоростью пролетает через вертящуюся решетку — трафарет, где каждая капелька получает индивидуальный заряд и в зависимости от него ложится строго на предназначенное ей место на бегущей бумажной ленте. Так образуются буквы, цифры, слова. Этим способом можно за одну секунду отпечатать газетную полосу, печатать рисунки на тканях, размножать самые сложные чертежи и карты.
В прошлом веке карандаш считался важным изобретением. В XX в. появилась сначала автоматическая (перьевая), затем шариковая ручка. Сравнительно недавно американская фирма «Ультраюник индустри» создала авторучку, которая «пишет» ультразвуком. В корпусе ручки вместо стержня встроен маленький генератор ультразвуковых колебаний. Пером, как и в обычной шариковой ручке, служит шарик, который под воздействием ультразвука вибрирует, смещая волокна бумаги. При движении ручки на листе появляется «вечная» линия, которая никогда не выцветает. Ее можно уничтожить только вместе с бумагой, на которой она написана. Ультразвуковая ручка пока используется в различных самопишущих устройствах и приборах. Не исключена возможность, что со временем она найдет широкое применение в быту.
Заманчивы результаты исследований по использованию ультразвука в области фотографии. Исходной точкой этих исследований являлись следующие наблюдения. Неэкспонированный фотоматериал, помещенный в воду и подвергнутый облучению ультразвуком, после проявления становился черным. При этом почернение увеличивалось, если «озвучивание» производилось в проявителе. Вероятно, можно будет ускорить проявление экспонированного фотослоя и интенсифицировать процесс его фиксирования.
В Англии с помощью специальной фотоаппаратуры стали наблюдать за процессом прохождения ультразвуковых волн в стальных трубах при их испытании, видеть дефекты и фотографировать их. В такой аппаратуре использован эффект световых полос. Испытуемый материал облучают ультразвуком и одновременно освещают параллельным пучком света, который фокусируют на небольшой непрозрачный диск. Всякие изменения плотности материала из-за звуковой вибрации или воздействия потока воздуха приводят к дифракции некоторого количества лучей света после прохождения его по периферии непрозрачного диска. Лучи, претерпевшие дифракцию, фокусируются на линзу, и в окуляре образуется изображение, которое можно рассматривать или фотографировать. Этот же способ позволяет исследовать воздушные потоки, обтекающие крыло самолета в аэродинамической трубе.
Французская фирма «Поляроид» сконструировала фотоаппарат, в котором обеспечивается автоматическая фокусировка на объект съемки в течение нескольких миллисекунд при любом уровне освещенности. Принцип действия его основан на отражении ультразвуковых колебаний от объекта съемки, т. е. используется тот же принцип, что и для измерения дальности в гидролокационных станциях. В фотоаппарате имеется электростатический датчик, представляющий собой металлическую пластинку с пластмассовой диафрагмой, покрытой тонкой пленкой золота. Этот датчик излучает ультразвуковые импульсы частотой 50–60 кГц. При нажатии на спуск фотоаппарата включается кварцевый синхронизатор, который производит периодический запуск накопителя или счетчика и электростатического датчика. Выключение синхронизатора происходит при. поступлении отраженных импульсов датчика. Отраженные импульсы, воспринимаемые тем же электростатическим датчиком, проходят через частотный фильтр, усиливаются и останавливают счетчик, который вырабатывает соответствующий сигнал управления электродвигателем вращения объекта фотоаппарата. В результате объектив из положения «бесконечность» фокусируется на дальность до объекта съемки, определяемого сигналом счетчика. После этого автоматически измеряется уровень освещенности и производится съемка с необходимым временем выдержки. Весь процесс съемки занимает одну десятую секунды.
А вот ультразвук в роли спидометра, или, точнее, лага. Как известно, спидометр определяет скорость автомобиля, мотоцикла и других наземных транспортных средств, а лаг — скорость кораблей в море. Истинную скорость корабля определить нелегко, так как влияют побочные факторы — течение и ветер, вызывающие снос и дрейф корабля. Ультразвуковой метод помог преодолеть эти факторы. Сущность его заключается в том, что скорость определяется по данным двух эхолотов, преобразователи которых установлены в носовой и кормовой частях корпуса корабля. Запись эхо-сигналов, отраженных от дна и принимаемых двумя звукоприемниками, производится на бумажной ленте. Анализ записи позволяет установить запаздывание во времени сигналов, принятых кормовым эхолотом, относительно сигналов, принятых носовым прибором и отраженных одними и теми же неровностями морского дна. Так как расстояние между двумя эхолотами постоянно известно, то определение скорости корабля не вызывает затруднения.
Долгое время не удавалось точно измерить скорость легкого дуновения ветра. Обычные измерители скорости — анемометры — останавливаются, едва скорость ветра уменьшается до 0,5–1 м/с. Этого недостатка лишен ультразвуковой анемометр, созданный в нашей стране. По нему с одинаковым успехом можно определять как скорость урагана, так и скорость самого слабого ветра.
Регулирование городского транспорта на перекрестках — серьезная проблема в крупных городах. Появление новейшей электронной техники позволило в какой-то степени более целесообразно регулировать потоки автомобилей в нужном направлении. Но для того, чтобы выбрать оптимальный вариант, нужно иметь данные о числе автомобилей, скопившихся на той или иной магистрали. Эту задачу выполняют транспортные датчики, которые основаны на различных принципах, в том числе и на использовании ультразвука. Подвешенные над проезжей частью дорог, они «замечают» каждую транспортную единицу, приближающуюся к перекрестку. Эти данные в виде электрических сигналов поступают в счетно-решающее устройство, которое и управляет светофором. Такая система позволяет отказаться от жесткой программы, по которой работает большинство светофоров-автоматов. Система программного регулирования уличного движения лучше даже самого опытного регулировщика, ибо она мгновенно учитывает все изменения на перекрестке и принимает оптимальное решение. В результате увеличивается пропускная способность магистралей, уменьшается загазованность воздуха.
В Каунасском политехническом институте создали ультразвуковой локатор, который не только регистрирует все промчавшиеся мимо автомобили, но и различает их по размерам. В сторону дороги локатор излучает акустические импульсы. Отражаясь от появившейся машины, они регистрируются двумя счетчиками: один «запоминает» все легковые автомобили, другой учитывает только грузовики и автобусы.
Английская фирма «Софиэр» разработала ультразвуковое противоугонное устройство, обеспечивающее защиту автомобилей и других транспортных средств даже при незакрытых дверцах и открытых окнах. В этом устройстве на основе использования локационных принципов формируются звуковые сигналы тревоги при попытке проникновения в контролируемый им автомобиль и даже если через его открытое окно протянется рука. Уровень чувствительности устройства можно регулировать и снабжать его специальными фильтрами., предотвращающими срабатывание звуковой сигнализации под воздействием небольших возмущений, например, при попадании птиц или насекомых в салон автомобиля. В устройстве имеется встроенное реле, которое позволяет владельцу в течение 30–40 с покинуть автомобиль и затем автоматически переключаться в режим контроля. Если при сигнале тревоги нарушитель быстро удаляется из автомобиля, противоугонное устройство продолжает вырабатывать сигналы тревоги еще 15 с, а затем выключается. Если же нарушитель остается в автомобиле, устройство продолжает формировать импульсные звуковые сигналы в течение практически неограниченного времени.