Uvod v ultrazvočno tehnologijo

Načelo ultrazvoka.

Ultrazvok v medsebojnem delovanju z medijem med razmnoževanjem, spremembami v fazi in amplitudi, spreminja fizikalne, kemijske in biološke lastnosti ali stanje medija ali pospeši proces te spremembe, kar ima za posledico vrsto učinkov, kot so mehanika, termiki. kemičnih in bioloških učinkov itd. Te učinke lahko pripišemo naslednjim učinkom: \ t

Kavitacija

Kavitacijski mehurčki rastejo v območju negativnega pritiska, ki ga tvori vzdolžno širjenje ultrazvočnih valov, in tvorijo mehurčni vmesnik.

Hitro se zapre v območju pozitivnega tlaka, da se stisne in raztegne pod izmeničnimi pozitivnimi in negativnimi tlaki.

Visokohitrostni (110 m / s) microjet se lahko ustvari, ko se kavitacijski mehurček stisne do hitrega sekanja, gostota trka pa je visoka do 1,5 kg / m2, kar povzroči visok tok.

Učinek visokohitrostnega microjet na strani distalnega mehurja povzroči udar vodnega udara, to je udarni val.

Udarni val se razmnožuje radialno navzven, s tem da zadene trdno površino vzorca in jo odbije v mehurček, mehurček pa postane vrtinčen in konvektira trdno površino, kar ustvarja velik trenutni pritisk; zaradi tega velikega trenutnega tlaka lahko trdni delci suspendirani v tekočini ali površina biološkega celičnega tkiva ostro poškoduje.

Poleg zgoraj navedenih učinkov obstajajo tudi mehanski, toplotni in drugi učinki:

Mehansko delovanje

Med razmnoževanjem ultrazvoka bo medij izmenično stiskal in raztezal medij, tako da bo spremenil tlak, sprememba tlaka pa bo povzročila mehanski učinek. Ultrazvočno gibanje delcev medijev, čeprav premik in hitrost nista velika, toda pospešek delcev, ki je sorazmeren s kvadratom frekvence ultrazvočnih vibracij, je zelo velik, včasih presega deset tisoč krat pospešek gravitacije, tako velik pospešek je dovolj povzroči močan mehanski medij. učinka.

Toplotni učinek

Če ultrazvočni valovi absorbira medij v mediju, torej je absorpcija energije. Hkrati pa zaradi vibracij ultrazvočnega valovanja medij ustvarja močna visokofrekvenčna nihanja in medij se drgne drug proti drugemu, da bi ustvaril toploto, kar poveča temperaturo tekočine in trdne snovi. Ultrazvok poveča temperaturo na vmesniku in prodre v dva različna medija. To je zato, ker je značilna impedanca na vmesniku različna, pojavilo se bo odsev, ki tvori stoječi val, da povzroči relativno trenje med molekulami in segrevanjem.

Drugi učinki

Kavitacija ultrazvoka lahko povzroči oksidacijo, na primer po kratkem času ultrazvočnega razbijanja v destilirani vodi, da nastane vodikov peroksid. Dušikova kislina nastane po soniciranju v vodi, v kateri se raztopi dušik. Ultrazvok ima tudi zmanjševalni učinek in vpliva na električno razgradnjo kovine.