Ултразвукът е част от звуковите вълни, човешкото ухо не може да чуе звуковите вълни, честотата е по-висока от 20 KHz, то и звуковите вълни са общи, които се получават от материал и вибрации и се предават само в средата ; В същото време тя също така широко съществува в природата, много животни могат да предават и получават ултразвук, от които най-много прилепи е изключителен, използва ултразвуковото ехо на слаб полет и хваща храна на тъмно. Но ултразвукът също има специални свойства, като по-високи честоти и по-къси дължини на вълните, така че е подобен на светлинните вълни с по-къси дължини на вълните.
Характеристика
Ултразвукова вълна е еластична механична вибрационна вълна, която има някои характеристики в сравнение със звуков звук. Ускорението на вибрациите в масовата точка на предавателната среда е много голямо. Кавитация се случва в течна среда, когато ултразвуковата интензивност достига определена стойност.
Характеристики на лъча
Звукови вълни от източник на звук се движат в посока (слаба в други посоки), наречена греда. Поради късата си дължина на вълната, ултразвуковите вълни показват концентриран лъч на лъчение, движещ се в определена посока, когато минават през отвора, който е по-голям от дължината на вълната. Поради силната посока на ултразвука, информацията може да бъде събрана. Също така, когато диаметърът на препятствие е по-голям от дължината на вълната по посока на ултразвуковото разпространение, "зад" ще се генерира "звукова сянка". Те са като светлината, преминаваща през дупки и препятствия, така че ултразвуковите вълни имат характеристики на лъча, подобни на светлинните вълни.
Качеството на лъча на ултразвукова вълна обикновено се измерва от размера на ъгъла на отклонение (обичайно)
Това е показано като полупредаващ ацетабулум. Приемането на вертикален звуков източник с кръгло бутало като пример определя неговия размер
Основни принципи на ултразвука
Основни принципи на ултразвука (4 снимки)
Подходящият диаметър (D) на източника на звука и дължината на вълната на звуковата вълна са показани по-долу. По този начин, за да накарате звуковото тяло да излъчва насочен добър ултразвук, трябва да направи theta. Ъгълът е малък, доколкото е възможно директен спазъм, D емитер (източник) трябва да бъде голям или честота f също трябва да бъде висока, за да бъде уволнен, в противен случай ще се възстанови. Тъй като дължината на вълната на ултразвук, по-къса от дължината на вълната на звуков звук, така че има по-добри от звуковите характеристики на звуковата вълна, колкото по-висока е честотата на ултразвука, толкова по-къса е дължината на вълната, характеристиките на размножаване са значителни в определена посока.
Характеристики на абсорбция
Когато ултразвуковите вълни пътуват в различни медии, с увеличаването на разпръсквателното разстояние, ултразвуковата интензивност постепенно ще отслабне и постепенно енергията ще се консумира. Този вид енергия се абсорбира от медиите, което се нарича звукова абсорбция. 1845 Стоук. GG) Намерени: когато звуковите вълни през течността, поради относителното движение на течната частица и вътрешното триене (т.е. вискозния ефект), водят до абсорбиране на звука, което се прави от вътрешно триене на средата или вискозна течност при усвояване на звука формула. Също така, когато звуковите вълни се движат през течна среда, температурата на зоната на компресия ще бъде по-висока от средната температура. Тъкмо обратното, температурата е по-ниска от средната температура на рядката площ, поради което се дължи на топлинния трансфер между компресията и рядката част на звуковите вълни до топлообмен, като по този начин намаляването на акустичната енергия през 1868 г. Kirchhoff (Kirchhoff g .), причинени от звуковата абсорбция на формулата за топлинна проводимост.
Може да се види, че коефициентът на абсорбиране а е пропорционален на квадрата на честотата на звуковата вълна, а когато честотата се увеличава 10 пъти, коефициентът на абсорбция се увеличава 100 пъти. Това е, колкото по-висока е честотата, толкова по-голяма е абсорбцията, така че разстоянието за разпространение на звукова вълна е по-малко. В газ Айнщайн предлага през 1920 г. от аудио честотната дисперсия да определи реакционната скорост на свързания газ, като по този начин насърчава поемането на механизма за молекулярен термичен релаксационен газ, който се простира до течността, тъй като молекулите в средата се получават от сблъсъците между молекулите, релаксация. Така че звуковите вълни с ниска честота могат да се движат на голямо разстояние във въздуха, а високочестотните звукови вълни се разпадат бързо във въздуха.
При твърдите вещества, усвояването на звука зависи до голяма степен от действителната структура на твърдите вещества.
Причината за това е да се видят някои от причините за различната среда за звукопоглъщане, но основната причина е, че средният вискозитет, топлинната проводимост, действителната структура на средата и средата на микроскопската динамика, причинена от ефекта на релаксация и т.н. ., в процеса на звукопоглъщане на средата се променя с честотата на звука. Ултразвуковата вълна е високочестотна звукова вълна, когато се разпространява в една и съща среда, както честотата се увеличава, енергията, поглъщана от средата, се увеличава. Например честотата е
Съотношението на енергията, поглъщана с ултразвук Hz във въздуха, е
Звуковите вълни от Hz са 100 пъти по-големи. За същата честота на ултразвуково предаване, дължащо се на различни носители. Например, когато се размножава в газ, течен и твърд, абсорбцията му е най-силна, по-слаба и най-малка. Така че ултразвукови вълни пътуват най-краткото разстояние във въздуха.
Когато ултразвуковите вълни се размножават в еднаква среда, акустичният интензитет се отслабва с увеличаването на разстоянието, дължащо се на абсорбцията на средата, което е атенюацията на звуковите вълни.
Когато началната интензивност на ултразвуковата вълна е J0, след разстояние от x метра, нейната интензивност е
Джо Джо - 2 брадва = ""
Когато a е коефициентът на поглъщане (коефициент на отслабване).
Коефициентът на поглъщане на звуковите вълни в различни среди може да се получи отгоре.
От това може да се види, че ултразвуковата сила намалява експоненциално. Например, интензитетът на ултразвуковата вълна с честота от 106Hz ще бъде намален наполовина след като излезе от източника на звук и преминава 0,5 метра във въздуха. Той пътува във водата, ще бъде 500 милиона мили, преди да е наполовина толкова силен.
Може да се види, че изминатото разстояние във водата е 1000 пъти разстоянието, изминато във въздуха. Колкото по-висока е честотата, толкова по-бързо е разпадането. Ако ултразвук с честота 1011 Hz се предава през въздуха, той ще изчезне без следа в миг, когато напусне източника на звук. При вискозни течности ултразвукът се абсорбира по-бързо. Например, при 200 ° C, интензитетът на ултразвукова честота от 300 kHz се намалява наполовина. Само въздух с дебелина 0,4 м е достатъчен
Във водата тя ще премине през 440 метра. В трансформаторното масло той се разпростира на около 100 метра. В парафиновия восък той се разпростира на около 3 метра. Ето защо материалите с голям размер (каучук, бакелит, асфалт) са добри изолатори за ултразвуков звук.
Голяма енергия
Ултразвуковите вълни предават много повече енергия, отколкото чутите звуци. Защото, когато звуковите вълни достигнат до определен материал, поради влиянието на звуковата вълна, молекулите в материала също следват вибрациите, честотата на вибрациите и акустичната честота са еднакви, така че честотата на молекулярните вибрации, за да се определи скоростта на молекулярните вибрации , толкова по-висока е честотата, толкова по-голяма е скоростта. По този начин молекулите на веществата чрез вибрации и енергия, енергията освен това е свързана с масата на молекулите и молекулите са пропорционални на квадрата на вибрационната скорост и скоростта на вибрациите е свързана с молекулярната вибрационна честота, така че колкото по-висока е честотата на звукови вълни, а именно материалът получава по-висока енергията на молекулите. Ултразвуковите вълни са много по-чести от звуковите вълни, така че дават повече енергия на материалните молекули. Това показва, че самият ултразвук може да бъде
Да доставяте на материята достатъчно енергия.
Нормалното човешко ухо може да чуе звукови вълни с ниска честота и ниска енергия. Например, силният глас е около 50uW / cm2. Но ултразвуковите вълни имат много повече енергия, отколкото звукови вълни. Например честотата е
Ултразвуковата вибрация на Hz има същата енергия от амплитудата и честотата
Hz вълните вибрират милион пъти повече енергия, защото енергията на звуковите вълни е пропорционална на квадрата на честотата. Може да се види, че това е предимно огромната механична енергия на ултразвукова вълна
Масовата точка на материята създава голямо ускорение.
При нормална работа нормалната сила на звука на звука на високоговорителя е
W / cm2. Пистолетът застреля силно
W / cm2. Звукът с умерена сила на звука прави точката на маса на водата да получи само няколко процента от ускорението на гравитацията (980cm / s2), така че няма да се отрази на водата. Въпреки това, ако се приложи ултразвук върху водата, ускорението на водната точка може да бъде стотици хиляди или дори милиони пъти по-голямо от това на силата, така че ще бъде
Водната точка води до бързо движение. Той играе важна роля при ултразвуковото извличане.
Кавитационен феномен
Кавитацията е често срещано физическо явление в течностите. В течност, дължаща се на физически ефект, като вихрови ток и ултразвук за някои части от течната форма на локално отрицателно налягане, по този начин причиняват фрактура на течност или твърд интерфейс, образуват малка кухина или въздушни мехурчета. Кавитация или мехурчета в течността в нестабилно състояние, се ражда, процесът на развитие, след това бързо затворени, когато те бързо затвори избухване, създава ударна вълна, направи местната област има много натиск. Такова кавитация се случва, когато мехурчета или мехурчета се образуват в течност и след това се затварят бързо.
За основния процес на кавитация и разликата между кавитацията и кипенето накратко, както следва: когато течността при постоянно налягане нагряване или постоянна температура чрез статичен или динамичен метод при понижено налягане, може да се постигне 茌 кухина на течност или кухина, пълна с газ дупки) започнаха да се появяват и да се развиват, а след това да се затворят. Ако това състояние е причинено от повишаване на температурата, то се нарича "кипене". Ако температурата е основно постоянна и местното налягане падне, то се нарича "кавитация".
От основния процес на кавитацията на въздушните възглавници може да се види, че кавитацията има следните характеристики: кавитацията е феномен, възникващ в течност, който няма да се появи в нормална среда. Кавитацията е резултат от течна декомпресия, така че кавитацията може да се контролира чрез контролиране на степента на декомпресия. Кавитацията е динамичен феномен, който включва развитието и затварянето на кавитацията.
Ултразвуковата кавитация е силно ултразвуково размножаване в течността, причинено от някакъв вид особени физически явления, също така е произвеждането на кухи течностни кухини, причинени, израснали, компресирани, затворени, скачащи бързо повтарящи се движения на особения физически процес. Локалното високо налягане, генерирано при запушването на балона, когато е затворено, при висока температура поради звуковото поле на честотата, интензитета на звука и повърхностното напрежение на течността, вискозитета и обкръжаващата среда на ефектите на температурата и налягането, като течни частици от газовото ядро в звуковото поле под действието на реакцията може да бъде умерено, може да бъде силно. Следователно, звуковата кавитация е разделена на стационарно състояние и преходна кавитация.
Стабилната кавитация се отнася до динамичното поведение на кавитационните мехурчета, съдържащи газове и пари. Този процес на кавитация обикновено се получава, когато интензитетът на звука е по-малък от 1 W / cm2. Кавитационните мехурчета вибрират дълго време и издържат няколко звукови вълни. Вибриращите въздушни мехурчета в звуковото поле, дължащи се на разширяването на площта на повърхността на мехура, отколкото при компресирането на големите, се разпространяват и се разширяват към газовете вътре в мехурчето, разпростиращи се до външната страна на балона, повече, отколкото при компресията процесът на вибрации се увеличава. Когато амплитудата на вибрациите е достатъчно голяма, балонът ще се промени от стабилно състояние до преходно кавитация и след това ще се срути.
Преходната кавитация обикновено се отнася до кавитационните мехурчета, които се генерират, когато интензитетът на звука е по-голям от 1 W / cm2, а вибрациите се извършват само в рамките на един звуков период. Когато интензитетът на звука е достатъчно висок и звуковото налягане е отрицателно за половин седмица, течността е подложена на голямо напрежение. Балонното ядро се разширява бързо и може да достигне няколко пъти първоначалния си размер. След това, когато звуковото налягане е половин седмица, мехурчетата са сгъстени и избухват в много малки мехурчета, за да образуват нови кавитационни ядра. Когато балонът се свие бързо, газът или парата в балона се компресират и в рамките на много кратко време на срив на кавитация, балонът генерира висока температура около 5000К, подобна на температурата на повърхността на слънцето. Местно налягане от около 500 атмосфери, еквивалентно на натиска на дълбокия океански под; Скоростта на промяна на температурата достига 109K / s. В съчетание със силна ударна вълна и струя 400 километра / час, явлението луминисценция, могат да се чуят и малки изблици. Може да се види, че енергията, осигурена от кавитацията, прави местния поток с високо налягане, висока температура и висок градиент и осигурява нов начин за извличане на трудните компоненти на лекарствените материали.
Изследването на ултразвуковата кавитация, започнало през 30-те години на миналия век, открито в Monnesco и Frenzel sonoluminescence (SL), причинено от прибягването на светлината предизвиква изследването на движението на ултразвукови кавитационни мехурчета и изследване на основния ефект. Те използват ултразвукова кавитация група мехурчета измерване в течност за проучване на "кавитация на множество мехурчета". На Ченг-хао Уанг, де-Джун Джанг от Китайската академия на науките през 1960 г. трябва да се покланят под ръководството на академик, видът на властта се използва за изучаване на метода на пълния процес на движение на един кавитационен балон и експериментът се оказа че кавитационната радиация и електромагнитното излъчване в време на затваряне на балончета също са изследвали кавитацията
Емулгиращи и механични ефекти. През 80-те години на миналия век Съединените щати Gaitan и Crum, използващи акустична технология за левитация, ще бъдат единични балончета, "затваряни" в контейнер, стоящ на вълната на полето, в коремната област, с пулсиращ ултразвуков полев синхронно цикличен процес на кавитация и измерване. Тези резултати предоставят теоретична основа за прилагането на ултразвук в промишлеността, селското стопанство, медицината и други области, както и дават условия за измерване на ултразвукова кавитация.
Измерване на интензивността на кавитацията
Според доклад в текущата интензивност на ултразвуковата кавитация не е абсолютен метод за измерване, но приложението на ултразвук в действителния ефект в някои отношения има пряка връзка с интензивността на кавитацията, така че потърсете начини за измерване на кавитацията силата има важно значение в практическото приложение. И интензивността на кавитацията и кавитационния балон не само се затваря, когато налягането от размера, броят на кавитационните балончета в единица обем също се свързва с различните видове кавитационни балончета, така че може да се измери само относителният интензитет. Понастоящем се изследва основно от гледна точка на ултразвуковото почистване, за да се измери пряко ефекта от ултразвуковото почистване и методите са както следва:
Метод на корозия: ще бъде около 20 мм дебелина на алуминиева, калай или оловно фолио в звуковото поле на определено разстояние, кариера корозия, в определен период от време, в зависимост от корозията, теглото на пробата за измерване на относителната кавитация интензитет, този метод се нарича метод на псевдо-корозия. Този метод може да измерва относителния интензитет на кавитация от повърхността на течността до различни дълбочини. Методът на измерване е да се поиска съгласуване на повърхността на повърхността на метала, да се извършат няколко измервания, за да се установи средната стойност.
Химичен метод: когато натриевият йодид се поставя в тетрахлорметан, относителният интензитет на кавитация се измерва с количеството йод, отделен при акустична кавитация. Този метод се нарича химичен метод. Този метод е да се използва метод за спектрофотометър или радиоактивен индикатор за количествено определяне на отделянето на йод. Тъй като при ултразвуков интензитет 5-30 W / cm2 количеството освободен йод се увеличава с увеличаването на звуковия интензитет след 1 min третиране, интензитетът на кавитацията се измерва с размера на освободеното количество.
Метод на пречистване: Изчислете с артефакти за радиоактивно замърсяване като проба, използвайте след ултразвуково почистване, количествено измерване на количеството мръсотия, за да измерите ефекта от ултразвуковото почистване или относителната интензивност на кавитация. Този метод се използва за премахване на мръсотията. В практическото приложение съществуват и методи за измерване на кавитационен шум, които не са описани тук.
Отрицателният ефект и приложението на ултразвукова кавитация
Поради нелинейните вибрации на мехурчета, причинени от акустична кавитация и взривното налягане, когато те се спукат, много физически и химически ефекти могат да се получат с кавитация. Тези ефекти оказват отрицателно въздействие, но също така имат приложения в инженерната технология. Например, повърхността на високоскоростните въртящи се лопатки на витлото, използвани от корабите, често се удря от кавитационното налягане и "корозира" в някои марки. Когато кавитацията е сериозна, наличието на голям брой въздушни мехурчета ще повлияе на натиска на витлото. В гражданската индустрия кавитацията "корозия" може да увреди тръби и устройства. Използването на кавитационни ударни вълни или местната висока температура на затворените мехурчета обаче може да бъде от полза за индустрията. Например, ултразвуковото почистване се отнася до сложната конструкция на ненормални канали от звукови вълни и почистването на частите на машината и частите на микрокомпютъра, поставени в детергент чрез ултразвукова кавитация. Ултразвуковото отстраняване на камъни и отстраняването на камъни може да се извърши и в котела. Емулгиращият процес на фармацевтичното производство също може да се постигне чрез кавитация. Емулсии на смесени разтвори като масло и вода могат да се приготвят в промишлеността. Ултразвуково заваряване (счупване на оксидния слой на металната повърхност и улесняване на металното заваряване); Ултразвукова кавитация се използва за насърчаване на някои химични реакционни процеси. Разбиване на фината стена на растенията, насърчаване на разтварянето на химичните компоненти в разтворители и подобряване на скоростта на химическия състав. [2]
Принципът на ултразвуковото почистване е високочестотният електрически сигнал, генериран от генератора. Високочестотната механична вибрация се превръща в висока честота от преобразувателя, който се предава на почистващата течност, а детайлът се почиства ефикасно. Неговият работен механизъм е да използва кавитационен ефект за двойно или повече от десет продажби, за да подобри ефекта на почистване. Когато течността се постави в почистващата машина и се приложи ултразвукова вълна, ултразвуковата вълна в почистващата течност е вид високочестотна вълна с плътна фаза и предаване на радиация, което прави течността да вибрира напред-назад при висока скорост. В зоната на отрицателно налягане на вибрациите, причинени от обкръжаващата течност, която се допълва, безброй малки образуване на вакуум мехурчета и в областта на положителното налягане, малки въздушни мехурчета изведнъж затворени под налягане в процеса на затваряне поради сблъсък между течността имат мощен шок вълни, образувани до хиляди атмосфери с моментно високо налягане, въздействие върху почистването на детайла. Маслените и онечистванията, адсорбирани върху детайла, бързо се отделят от обработвания детайл при непрекъснато едновременно високо налягане. За да постигне целта за почистване. Два основни параметъра на ултразвукова вълна: честота: F> 20KHz; Плътност на мощността: p = предавателна мощност (W) / площ на предаване (cm2); Обикновено е 0,3 w / cm2; В течност за разпространение на ултразвуково почистване на мръсотия върху повърхността на обекта и неговия принцип може да се използва за обяснение на феномена на кавитация, че ултразвуковото разпространение на вибрации в течно звуково налягане достига атмосферно налягане, плътността на мощността е 0,35 w / cm2, тогава ултразвуковата звукова вълна може да постигне вакуум или отрицателно налягане, пиковете на налягането, но всъщност няма отрицателно налягане, така че да произвеждат много натиск в течността, а течният молекулярен ядрен рапиращ в празни рафтове. Кухината е много близо до вакуума и се разкъсва, когато ултразвуковото налягане достигне своя максимум, когато ултразвуковото налягане се обърне. Феноменът на ударни вълни, причинени от разкъсването на множество малки кавитационни мехурчета, се нарича кавитация. Твърде малкото звучене не може да доведе до кавитация. Ултразвукова почистваща машина се състои от три основни части: (1) натоварването на почистващ флуид почистване цилиндър от неръждаема стомана (2) (3) ултразвуков трансдюсер ултразвукови почистване машина ултразвуков генератор с висока чистота, машина предимствата на ниския шум и дълъг живот на оборудване. И може да бъде по-сложна геометрична форма, като разнообразие от слепи дупки, микро отвори, дълбоки дупки и др. С други методи на почистване, които трудно се почистват части за ефективно почистване. В резултат на горното уникално представяне все повече и повече хора разпознават и приемат. На второ място, характеристиките на оборудването, когато ултразвуковата почистваща машина, напълнена с вода, след включване на захранващата верига превръща променливия ток (ac) от 50 Hz в ултразвукова честота на променлив ток, генерира колебание, образуването на трептенията се състои от индуктивност и капацитет преобразувател резонанс верига, и трептене сигнал до постоянна обратна връзка да продължи. Транзисторът се усилва и след това го изпраща на серията резонансни схеми. Тази резонансна честота се настройва точно по естествената резонансна честота на датчика, преди машината да напусне фабриката, за да даде най-добър ефект на датчика. Преобразувателят преминава през шип и силно залепващо свързване на дъното на почистващия резервоар от неръждаема стомана, ултразвукова механична енергия на трансдюсера през дъното на канала, за да премине към течността в резервоара и след това да се приложи към течност от артефакти за почистване, да се осъществи функцията на ултразвуковото почистване. Транзисторът с висока мощност работи при насищане на превключвателя, така че изходната му форма е квадратна. Когато квадратната вълна навлезе в резонансната верига и се филтрира чрез индуктивност и капацитет, тя става задължителна вълна. Следователно, текущата форма на вълната, действаща върху датчика, е станала задължителна вълна. Има два вида ултразвуков генератор на ултразвукова машина за почистване, едната е саморазвита верига, а другата е отделно възбудена верига. Автоматизираната схема е проста, практична и икономична. Други възбудени вериги имат висока мощност, с проследяване на честотата и ограничаване на тока, отопление и други видове защита. Двете схеми са подходящи за предприятия на различни нива и за повече клиенти. 1. Свържете генератора към кабела в почистващия слот. 2. Инжектирайте избрания почистващ разтвор в резервоара. 3. Свържете генератора към 220 V плюс или минус 10% 50 Hz захранване с променлив ток. 4. Включете захранващия ключ на генератора и индикаторът за захранване свети (в този момент течността в резервоара започва да вибрира и кавитация). 1. За да удължите срока на експлоатация, препоръчваме да поставите оборудването във вентилирана и суха зона и отворът на вентилатора от задната страна на генератора трябва да се почиства редовно. Генераторът има вентилационни отвори от всички страни, за да поддържа въздуха непроницаем. 2. (1) резервоарът за почистване трябва да се постави в течността за ботуш, най-ниското ниво на водата> 100 мм (дъно) от съ-вибриращ тип и хоризонтално, датчик отстрани, за коритото за почистване на резервоара по протежение на 100 мм, в климатика отворете шанса да повредите машината. (2) когато температурата на тялото на почистващия цилиндър е нормална, не вкарвайте директно високотемпературната течност в цилиндъра, за да избегнете разхлабването на датчика и да повлияете на нормалното използване на машината. (3) когато почистващият разтвор трябва да бъде сменен поради замърсяване, а не на криогенната течност директно във високата температура вътре в цилиндъра, той може да доведе и до трансдюсер, трябва да затвори прекъсвача на нагревателя едновременно, за да се избегне нагревателят е повреден от слота без течност. (4) редовно проверявайте трансдюсера, за да избегнете влага и удар, за да избегнете ненужните загуби. 3. След употреба основното захранване трябва да се изключи. 4. Не рестартирайте машината веднага след изключване, времето на освобождаване трябва да е повече от една минута.
