Načelo in uporaba ultrazvoka
Zakoni širjenja odboja, loma, uklona in sipanja ultrazvočnih valov v mediju se bistveno ne razlikujejo od zakonov zvočnih valov. Toda valovna dolžina ultrazvoka je zelo kratka, le nekaj centimetrov, celo nekaj tisočink milimetra.
Zakoni širjenja odboja, loma, uklona in sipanja ultrazvočnih valov v mediju se bistveno ne razlikujejo od zakonov zvočnih valov. Toda valovna dolžina ultrazvoka je zelo kratka, le nekaj centimetrov, celo nekaj tisočink milimetra.
Če povzamemo, tehnična uporaba ultrazvoka v glavnem vključuje dva vidika:
(1) Ultrazvočna obdelava. Ultrazvočna obdelava uporablja predvsem svoje lastnosti moči in kavitacijo za spremembo ali pospeševanje sprememb določenih fizikalnih, kemičnih, bioloških lastnosti ali stanj snovi. Uporaba močnih ultrazvočnih valov za obdelavo, ultrazvočno čiščenje, ultrazvočno varjenje, ultrazvočno emulgiranje, ultrazvočno drobljenje, ultrazvočno razplinjevanje, ultrazvočno zdravljenje, ultrazvočno obdelavo semen itd., se pogosto uporablja v različnih sektorjih, kot so industrija, kmetijstvo, medicina in zdravje. V industriji se močni ultrazvočni valovi uporabljajo za vrtanje in rezanje trdih predmetov, kot so jeklo, keramika, dragulji in diamanti. Običajno lahko uporabimo kladiva in jeklene svedre, da eno za drugim naredimo luknje v trdih kamninah. Razlog je tudi ultrazvočna obdelava.
(2) Ultrazvočno odkrivanje napak, merjenje debeline, merjenje razdalje, medicinska diagnoza in slikanje. V industrijski proizvodnji se metoda ultrazvočnega prenosa pogosto uporablja za nedestruktivno odkrivanje izdelkov. Ultrazvočni val, ki ga oddaja ultrazvočni generator, lahko prodre v vzorec, ki ga je treba testirati, in ga sprejemnik sprejme na nasprotni strani. Če je v vzorcu napaka, se ultrazvočni val odbije od okvare. V tem času sprejemnik na nasprotni strani ne more ali ne more sprejeti vseh ultrazvočnih signalov, ki jih oddaja generator. Na ta način je mogoče ugotoviti, ali so v vzorcu napake, ne da bi pri tem poškodovali vzorec, ki ga je treba testirati. V medicinski diagnostiki se pogosto uporablja eho metoda: šibek ultrazvok prodre v človeško telo. Ko ultrazvok naleti na vmesnik organa, se odraža in prenaša. Ultrazvočni valovi, ki se prenašajo v organe, se bodo odbili in ponovno prenesli, ko bodo naleteli na vmesnik. Ultrazvočni sprejemnik vsakokrat posebej sprejme odbite valove. Zdravstveno osebje lahko razume velikost in lokacijo organov ter njihovih notranjih lezij na podlagi časovnega intervala in valovne moči vsakega prejetega odbitega vala. V primerjavi s slišnimi zvočnimi valovi imajo ultrazvočni valovi številne čudne značilnosti:
1. Kavitacija – ko se ultrazvočni valovi širijo v tekočini, se v tekočini zaradi močnih vibracij tekočih delcev ustvarijo majhne votline. Te majhne votline se hitro širijo in zapirajo, kar povzroča silovite trke med tekočimi delci, kar ima za posledico pritiske od tisoč do deset tisoč atmosfer. Ta silovita interakcija med delci bo povzročila, da se temperatura tekočine nenadoma dvigne in ima dober učinek mešanja, tako da se dve nemešljivi tekočini (kot sta voda in olje) emulgirata in pospešita raztapljanje topljencev. kemijska reakcija. Različne učinke, ki jih povzroča delovanje ultrazvočnih valov v tekočini, imenujemo ultrazvočna kavitacija.
2. Lastnosti moči – ko se zvok širi v zraku, potisne delce v zraku, da vibrirajo naprej in nazaj in delajo na delcih. Moč zvočnega valovanja je fizična količina, ki izraža hitrost dela zvočnega valovanja'. Pod enako intenzivnostjo, višja kot je frekvenca zvočnega vala, večjo moč ima. Zaradi visoke frekvence ultrazvočnih valov je moč ultrazvočnih valov zelo velika v primerjavi z običajnimi zvočnimi valovi.
3. Značilnosti širjenja - valovna dolžina ultrazvočnih valov je zelo kratka, velikost običajnih ovir pa je večkrat večja od valovne dolžine ultrazvočnih valov. Zato je difrakcijska moč ultrazvočnih valov zelo slaba. Lahko se razmnožuje v ravni črti v enotnem mediju. Krajša kot je valovna dolžina ultrazvočnih valov , Ta lastnost je bolj izjemna.
