Принципът и приложението на ултразвука

Принципът и приложението на ултразвука

Законите за разпространение на отражение, пречупване, дифракция и разсейване на ултразвуковите вълни в средата не се различават съществено от законите на звуковите вълни. Но дължината на вълната на ултразвука е много къса, само няколко сантиметра, дори няколко хилядна от милиметъра.

Законите за разпространение на отражение, пречупване, дифракция и разсейване на ултразвуковите вълни в средата не се различават съществено от законите на звуковите вълни. Но дължината на вълната на ултразвука е много къса, само няколко сантиметра, дори няколко хилядна от милиметъра.

Техническото приложение на ултразвука, в обобщение, включва главно два аспекта:

(1) Ултразвуково лечение. Ултразвуковото третиране използва главно своите мощностни характеристики и кавитация, за да промени или ускори промяната на определени физични, химични, биологични свойства или състояния на веществата. Използването на силни ултразвукови вълни за обработка, ултразвуково почистване, ултразвуково заваряване, ултразвуково емулгиране, ултразвуково раздробяване, ултразвуково дегазиране, ултразвукова медицинска обработка, ултразвукова обработка на семена и др., е широко използвано в различни сектори като индустрия, селско стопанство, медицина и здраве. В индустрията силните ултразвукови вълни се използват за пробиване и рязане на твърди предмети като стомана, керамика, скъпоценни камъни и диаманти. Обикновено можем да използваме чукове и стоманени бормашини, за да направим дупки в твърди скали една по една. Ултразвуковата обработка също е причината.

(2) Ултразвуково откриване на дефекти, измерване на дебелината, измерване на разстояние, медицинска диагностика и изображения. В промишленото производство методът на ултразвуково предаване често се използва за неразрушително откриване на продукти. Ултразвуковата вълна, излъчвана от ултразвуковия генератор, може да проникне в пробата, която ще бъде тествана, и да бъде получена от приемника от противоположната страна. Ако има дефект вътре в пробата, ултразвуковата вълна ще бъде отразена от дефекта. По това време приемникът от противоположната страна не може да приеме или не може да приеме всички ултразвукови сигнали, излъчвани от генератора. По този начин е възможно да се установи дали има дефекти в пробата, без да се повреди пробата, която ще се тества. В медицинската диагностика често се използва методът на ехо: слаб ултразвук прониква в човешкото тяло. Когато ултразвукът срещне интерфейса на органа, той ще отразява и предава. Ултразвуковите вълни, предавани в органите, ще бъдат отразени и предадени отново, когато срещнат интерфейса. Ултразвуковият приемник специално приема отразените вълни всеки път. Медицинският персонал може да разбере размера и местоположението на органите и техните вътрешни лезии въз основа на интервала от време и силата на вълната на всяка получена отразена вълна.  В сравнение със звуковите вълни, ултразвуковите вълни имат много странни характеристики:

1. Кавитация - когато ултразвуковите вълни се разпространяват в течността, в течността ще се създадат малки кухини поради силната вибрация на течните частици. Тези малки кухини се разширяват и затварят бързо, причинявайки силни сблъсъци между течните частици, което води до налягане от хиляди до десетки хиляди атмосфери. Това насилствено взаимодействие между частиците ще доведе до рязко повишаване на температурата на течността и ще изиграе добър ефект на разбъркване, така че двете несмесващи се течности (като вода и масло) да емулгират и да ускорят разтварянето на разтворените вещества. химическа реакция. Различните ефекти, причинени от действието на ултразвукови вълни в течността, се наричат ​​ултразвукова кавитация.

2. Характеристики на мощността - когато звукът се разпространява във въздуха, той избутва частиците във въздуха, за да вибрират напред-назад и да вършат работа върху частиците. Силата на звуковата вълна е физическа величина, която изразява скоростта на работа на звуковата вълна'. При еднакъв интензитет, колкото по-висока е честотата на звуковата вълна, толкова по-голяма е мощността. Поради високата честота на ултразвуковите вълни, мощността на ултразвуковите вълни е много голяма в сравнение с обикновените звукови вълни.

3. Характеристики на разпространение - дължината на вълната на ултразвуковите вълни е много кратка, а размерът на обикновените препятствия е многократно по-голям от дължината на вълната на ултразвуковите вълни. Следователно дифракционната мощност на ултразвуковите вълни е много слаба. Може да се разпространява по права линия в еднородна среда. Колкото по-къса е дължината на вълната на ултразвуковите вълни, тази функция е по-забележителна.