Ultradźwięki są wykorzystywane w praktyce, głównie w następujących aspektach:

Test

Ultradźwięki mają krótszą długość fali niż zwykłe fale dźwiękowe, mają lepszą anizotropię i mogą przenikać przez nieprzezroczyste materiały. Ta funkcja została wykorzystana w defektoskopii ultradźwiękowej i technologii obrazowania ultradźwiękowego. Obrazowanie ultradźwiękowe to technologia wykorzystująca ultradźwięki do przedstawienia wewnętrznego obrazu nieprzezroczystego obiektu. Skup falę ultradźwiękową emitowaną z przetwornika na nieprzezroczystej próbce przez soczewkę akustyczną. Fala ultradźwiękowa przesyłana z próbki niesie informacje o oświetlonej części (takie jak zdolność do odbijania, pochłaniania i rozpraszania fal mechanicznych) i jest skupiana przez soczewkę akustyczną. Na odbiorniku piezoelektrycznym uzyskany sygnał elektryczny jest wprowadzany do wzmacniacza, a obraz nieprzezroczystej próbki może być wyświetlany na ekranie fluorescencyjnym przez system skanujący. Powyższe urządzenie nazywa się mikroskopem ultradźwiękowym. Technologia obrazowania ultradźwiękowego jest szeroko stosowana w inspekcjach medycznych. Służy do inspekcji wielkoskalowych układów scalonych w produkcji urządzeń mikroelektronicznych oraz w materiałoznawstwie, aby pokazać regiony i granice ziaren różnych składników stopów. Holografia akustyczna to technologia obrazowania akustycznego, która wykorzystuje zasadę interferencji fal ultradźwiękowych do rejestrowania i odtwarzania trójwymiarowych obrazów nieprzezroczystych obiektów. Jego zasada jest zasadniczo taka sama jak holografii fal świetlnych, ale metoda zapisu jest inna. Użyj tego samego źródła sygnału krótkofalowego do wzbudzenia dwóch przetworników umieszczonych w cieczy, które odpowiednio emitują dwie spójne fale ultradźwiękowe: jedna wiązka staje się falą obiektową po przejściu przez badany obiekt, a druga wiązka służy jako fala odniesienia . Fala obiektu i fala odniesienia są spójnie nakładane na powierzchnię cieczy, tworząc hologram akustyczny. Hologram akustyczny jest naświetlany wiązką laserową, a efekt dyfrakcji generowany podczas odbijania lasera na hologramie akustycznym jest wykorzystywany do uzyskania odtworzonego obrazu obiektu, zwykle za pomocą kamery i telewizora. Maszyna prowadzi obserwację w czasie rzeczywistym.

radzić sobie z

Wykorzystując mechaniczne działanie i kawitację ultradźwięków, może wykonywać zgrzewanie ultradźwiękowe, wiercenie, kruszenie ciał stałych, emulgowanie, odgazowywanie, odtłuszczanie, odkamienianie, czyszczenie, sterylizację itp. W różnych sektorach, takich jak przemysł, górnictwo, rolnictwo i leczenie. Pobierz aplikację.

Czyszczenie

Zasada zastosowania ultradźwięków do czyszczenia polega na tym, że sygnał krótkofalowy wysyłany przez generator ultradźwiękowy jest przekształcany przez przetwornik w krótkofalową falę mechaniczną i propagowany do ośrodka. Fala ultradźwiękowa w rozpuszczalniku czyszczącym promieniuje do przodu w gęstych i gęstych fazach płynu czyszczącego, powodując przepływ płynu i generowanie danych. Dziesiątki tysięcy maleńkich bąbelków, maleńkich bąbelków (jąder kawitacyjnych), które istnieją w cieczy. Gdy natężenie dźwięku osiągnie określoną wartość, bąbelki gwałtownie rosną, a następnie nagle się zamykają. Kiedy bąbelki się zamykają, generowane są fale uderzeniowe, a wokół nich generowane są tysiące bąbelków. Ciśnienie atmosferyczne niszczy nierozpuszczalne zabrudzenia i rozprasza je w roztworze czyszczącym. Gdy cząstki grupy są owinięte olejem i przylegają do powierzchni części czyszczącej, olej jest emulgowany, a cząstki stałe są oddzielane, aby osiągnąć cel czyszczenia powierzchni części czyszczącej.

nawilżacz

W suchą zimę w północnych Chinach, jeśli fale ultradźwiękowe przejdą do zbiornika na wodę, fale mechaniczne rozbiją wodę w zbiorniku na wiele małych kropelek mgły, a następnie użyją małego wentylatora, aby wydmuchać krople mgły do ​​pomieszczenia, aby zwiększyć wilgotność powietrza w pomieszczeniu. To jest fala ultradźwiękowa Zasada działania nawilżacza. W przypadku chorób, takich jak zapalenie gardła i zapalenie oskrzeli, trudno jest wykorzystać przepływ krwi, aby lek dotarł do chorej części. Zasada działania nawilżacza służy do atomizacji leku i umożliwienia pacjentowi jego wdychania, co może poprawić efekt leczniczy. W przypadku dużej mocy, ogromna energia ultradźwięków może również spowodować, że kamienie w ludzkim ciele pękną pod działaniem fal mechanicznych, zmniejszając w ten sposób ból i osiągając cel leczniczy. W medycynie ultradźwięki mogą sterylizować przedmioty.

podstawowe badania

Po oddziaływaniu fal ultradźwiękowych na ośrodek, w ośrodku powstaje proces relaksacji akustycznej. Procesowi relaksacji akustycznej towarzyszy proces transportu energii pomiędzy odpowiednimi stopniami elektrycznymi molekuł i pokazuje w ujęciu makroskopowym absorpcję fal mechanicznych. Właściwości i strukturę substancji można badać poprzez absorpcję ultradźwięków przez substancje. Badania w tym zakresie stanowią akustyczną gałąź akustyki molekularnej. Długość fali zwykłych fal dźwiękowych jest znacznie większa niż odległość między atomami w ciele stałym, a ciało stałe można w tych warunkach uznać za ośrodek ciągły. Ale w przypadku ultrasonografii o długości fali poniżej 300 pm długość fali można porównać z odległością między atomami w ciele stałym. W tym czasie bryłę należy traktować jako strukturę sieciową o okresowości przestrzennej. Energia sieci jest skwantowana, zwana fononami (patrz fizyka ciała stałego). Wpływ specjalnego ultradźwięku na ciała stałe można przypisać oddziaływaniu specjalnego ultradźwięku z fononami, elektronami, fotonami i różnymi quasi-cząstkami. Badania nad wytwarzaniem, detekcją i propagacją ultradźwięków specjalnych w ciałach stałych oraz badania zjawisk akustycznych w kwantowym ciekłym helu stanowią nową dziedzinę współczesnej akustyki.

Gałąź akustyki zajmująca się generowaniem, propagacją i odbiorem fal ultradźwiękowych, a także różnymi efektami i zastosowaniami ultradźwiękowymi, nazywa się ultradźwiękami, co odpowiada subakustyce. Do urządzeń generujących fale ultradźwiękowe należą mechaniczne generatory ultradźwiękowe, elektryczne generatory ultradźwiękowe wykonane na zasadzie indukcji elektromagnetycznej i działania elektromagnetycznego oraz elektroakustyka wykonana z wykorzystaniem elektrostrykcyjnego efektu kryształów piezoelektrycznych i magnetostrykcyjnego efektu materiałów ferromagnetycznych. Przetworniki itp.

Odtłuszczanie

Proces odtłuszczania, w którym części z plamami olejowymi są umieszczane w płynie odtłuszczającym, a proces odtłuszczania odbywa się pod działaniem pola ultradźwiękowego o określonej długości fali, nazywamy odtłuszczaniem ultradźwiękowym. Wprowadzenie ultradźwięków może wzmocnić proces odtłuszczania, skrócić czas odtłuszczania, poprawić jakość odtłuszczania oraz zmniejszyć zużycie leków. Szczególnie w przypadku części o skomplikowanych kształtach, drobnych części precyzyjnych, części z trudnymi do usunięcia zabrudzeniami na powierzchni oraz części wykonanych z materiałów izolacyjnych, ma znaczny efekt odtłuszczający, co pozwala zaoszczędzić czasochłonną pracę ręczną i zapobiec uszkodzeniu części.

Efekt odtłuszczania ultradźwiękowego jest związany z kształtem i rozmiarem części, rodzajem oleju powierzchniowego, składem roztworu i lokalizacją części. Dlatego najlepszy proces odtłuszczania ultradźwiękowego należy określić eksperymentalnie. Długość fali stosowana do odtłuszczania ultradźwiękowego wynosi na ogół około 1,1 cm. Gdy część jest mała, użyj krótszej fali; gdy część jest duża, użyj dłuższej fali. Fala ultradźwiękowa ma krótką długość fali, która może przemieszczać się tylko w linii prostej i jest trudna do dyfrakcji. Dlatego trudno jest dotrzeć do ekranowanej części. Dlatego części należy obracać lub odwracać w zbiorniku do usuwania oleju, aby wszystkie części na powierzchni mogły otrzymać promieniowanie ultradźwiękowe, które jest bardziej dotknięte. Dobry efekt odtłuszczania. Ponadto stężenie i temperatura ultradźwiękowego roztworu odtłuszczającego powinny być niższe niż odpowiedniego roztworu odtłuszczającego, aby nie wpływać na propagację fal ultradźwiękowych, a także zmniejszać korozję powierzchni materiału metalowego.