Ультразвукова є частиною звукових хвиль, це людське вухо, яке не чутно звукових хвиль, частота перевищує 20 кГц, це і є спільні звукові хвилі, які виробляються матеріалом та вібрацією, і передаються тільки в середовищі ; У той же час, він також широко існує в природі, багато тварин можуть передавати і отримувати ультразвукові, з яких більшість летючих мишей є видатними, він використовує ультразвукове відлуння слабкого польоту і зловити їжу в темряві. Але ультразвук також має особливі властивості, такі як більш високі частоти і коротші довжини хвиль, тому він схожий на світлові хвилі з коротшими довжинами хвиль.
особливості
Ультразвукова хвиля - еластична механічна вібраційна хвиля, яка має деякі характеристики порівняно з звуковим звуком. Прискорення вібрації в точці маси передавальної середовища дуже велике. Кавітація відбувається в рідких середовищах, коли інтенсивність ультразвуку досягає певного значення.
Характеристики променя
Звукові хвилі від джерела звуку рухаються у напрямку (слабке в інших напрямках), яке називається променем. Через коротку довжину хвилі ультразвукові хвилі показують, що концентрація пучка випромінювання рухається в певному напрямку, коли вони проходять через отвір, який більше, ніж довжина хвилі. Через сильне спрямування ультразвуку інформація може бути зібрана. Крім того, коли діаметр перешкоди більший, ніж довжина хвилі у напрямку поширення ультразвуку, за перешкодою створюється "звукова тінь". Це як світло, що проходить через отвори та перешкоди, тому ультразвукові хвилі мають промені, подібні до світлових хвиль.
Якість променя ультразвукової хвилі, як правило, вимірюється величиною розбіжності Кут (зазвичай)
Це показано як напівпередаюча вертлюг. В якості прикладу, беручи джерело звуку плоского кругового поршневого типу, визначається його розмір
Основні принципи ультразвукового дослідження
Основні принципи ультразвукового дослідження (4 фотографії)
Нижче наведено придатний діаметр (D) джерела звуку та довжини хвилі звукової хвилі. Таким чином, для того, щоб звуковий орган випромінював спрямований хороший ультразвук, повинен зробити тету Кут малий, наскільки це можливо, прямий спазм, D-емітер (джерело) повинен бути великим або частота f також повинна бути високою, щоб звільнити, в іншому випадку буде відмовлятися. Оскільки довжина хвилі ультразвуку менша за довжину хвилі звукового звуку, то вона має краще, ніж звукові характеристики променів звукової хвилі, чим вище частота ультразвуку, тим коротша довжина хвилі, характеристики поширення значні для певного напрямку.
Поглинальні характеристики
Коли ультразвукові хвилі рухаються в різних середовищах, з збільшенням відстані розповсюдження, інтенсивність ультразвуку поступово слабшатиме, і енергія буде поступово споживатися. Цей вид енергії поглинається середовищем, який називається звукопоглинанням. 1845 Сток. GG) Знайдено: коли звукові хвилі через рідину через відносне рух рідини і внутрішнє тертя (тобто в'язкий ефект) призводять до поглинання звуку, виводиться, таким чином, внаслідок внутрішнього тертя середовища або в'язкої рідини в звукопоглинанні формула Також, коли звукові хвилі проходять через рідкі середовища, температура зони стиснення буде вище, ніж середня температура. Навпаки, температура нижча за середню температуру рідкої області, тому через передачу тепла між компресією та розрідженою частиною звукових хвиль до теплообміну, таким чином, зменшення акустичної енергії в 1868 р. Кірхгофа (Kirchhoff g .), спричинені звукопоглинанням формули теплопровідності.
Видно, що коефіцієнт поглинання а пропорційний квадрату частоти звукової хвилі, а коли частота збільшується в 10 разів, коефіцієнт поглинання збільшується в 100 разів. Тобто, чим вище частота, тим більша абсорбція, тому відстань поширення звукових хвиль менша. У газі Ейнштейн запропонував в 1920 р. Розподілу звукової частоти для визначення швидкості реакції попутного газу, таким чином сприяючи поглинанню молекулярного механізму теплового релаксації газу до рідини, оскільки молекули в середовищі отримують за рахунок зіткнення молекул з поглинанням теплових релаксація Тому низькочастотні звукові хвилі можуть проходити на далекі відстані в повітрі, а високочастотні звукові хвилі швидко падають у повітрі.
У твердих тілах поглинання звуку значною мірою залежить від фактичної структури твердих тіл.
Внаслідок вищесказаного можна побачити деякі причини поглинання звуку різного середовища, але головна причина полягає в тому, що в'язкість середовища, теплопровідність, фактична структура середовища та середовища мікроскопічної динаміки, викликані ефектом релаксації тощо. ., в процесі звукопоглинання середовища змінюється з частотою звуку. Ультразвукова хвиля - це високочастотна звукова хвиля, коли поширюється в тому ж середовищі, коли збільшується частота, посилюється енергія, поглиненна середовищем. Наприклад, частота є
Співвідношення енергії, поглиненої ультразвуковим діапазоном гекса у повітря, становить
Звукові хвилі Гц в 100 разів більше. Для тієї ж частоти передачі ультразвуку через різні носії. Наприклад, при поширенні в газі, рідкому та твердому, його поглинання є найсильнішим, слабшим і найменшим відповідно. Отже, ультразвукові хвилі проходять на найкоротшій відстані в повітрі.
Коли ультразвукові хвилі поширюються в рівномірному середовищі, інтенсивність звуку слабшає з збільшенням відстані за рахунок поглинання середовища, тобто загасання звукових хвиль.
При початковій інтенсивності ультразвукової хвилі J0, після відстані x метрів, його інтенсивність становить
Джок Джо - 2 топора = ""
Де a - коефіцієнт поглинання (коефіцієнт ослаблення).
Коефіцієнт поглинання звукових хвиль у різних середовищах можна отримати згори.
З цього видно, що сила ультразвуку зменшується експоненціально. Наприклад, інтенсивність ультразвукової хвилі з частотою 106 Гц буде зменшена вдвічі після того, як вона покине джерело звуку і пройде 0,5 м у повітрі. Він подорожує у воді, це буде 500 мільйонів миль, перш ніж він буде наполовину сильнішим.
Видно, що відстань, пройдена у воді, в 1000 разів перевищує відстань, пройдений у повітрі. Чим вище частота, тим швидше падає. Якщо ультразвук з частотою 1011 Гц передаватиметься через повітря, він зникає без сліду в той момент, коли він залишає джерело звуку. У в'язких рідинах ультразвук поглинається швидше. Наприклад, при 200С, інтенсивність ультразвукової частоти 300 кГц зменшується до половини. Тільки 0,4 м завтовшки повітря достатньо
У воді вона пройде через 440м. У трансформаторній олії він поширюється близько 100 м. У парафінному воску він поширюється близько 3м. Тому матеріали з великими розмірами (гума, бакеліт, асфальт) є хорошими ізоляторами для ультразвукового звуку.
Велика енергія
Ультразвукові хвилі передають набагато більше енергії, ніж звукові звуки. Тому що, коли звукові хвилі досягають певного матеріалу, завдяки дії звукової хвилі молекули в матеріалі також випливають за вібрацією, частота вібрації та частота звуку однакові, тому частота молекулярної вібрації визначає швидкість молекулярних коливань , чим вище частота, тим більша швидкість. Таким чином, молекули речовини за допомогою вібрації та енергії, крім іншого, пов'язані з масою молекул, а молекули пропорційні квадрату швидкості вібрації, а швидкість вібрації пов'язана з молекулярною частотою коливань, то чим вище частота звукові хвилі, а саме матеріал, що посилює енергію молекул. Ультразвукові хвилі є набагато частішими, ніж звукові хвилі, отже, вони дають матеріальним молекулам більше енергії. Це показує, що сам ультразвук може бути
Щоб забезпечити матерію достатньо енергії.
Нормальне людське вухо може чути звукові хвилі низької частоти та низької енергії. Наприклад, гучний голос становить близько 50уВт / см2. Але ультразвукові хвилі мають набагато більше енергії, ніж звукові хвилі. Наприклад, частота є
Ультразвукова коливання Гц має таку ж енергію, як амплітуда і частота
Гц хвилі вібрують в мільйон разів більше енергії, оскільки енергія звукових хвиль пропорційна квадрату частоти. Видно, що в основному це величезна механічна енергія ультразвукової хвилі
Точка маси речовини виробляє велике прискорення.
У нормальному режимі нормальна гучність гучності звуку гучномовця становить
Вт / см2. Гармат вистрілив голосно
Вт / см2. Звук помірної гучності змушує точку маси води отримати лише кілька відсотків прискорення гравітації (980 см / с2), тому воно не вплине на воду. Однак, якщо ультразвукове випромінювання застосовується до води, то прискорення точки води може складати сотні тисяч або навіть мільйони разів більше, ніж сили, тому це буде
Водна точка забезпечує швидке рух. Він відіграє важливу роль при вилученні ультразвуку.
Явище кавітації
Кавітація - це загальне фізичне явище у рідинах. У рідині через фізичний ефект, такий як вихровий струм та ультразвук для деяких частин рідкої форми локальної зони негативного тиску, таким чином, призводять до руйнування рідини або твердого інтерфейсу, утворюють крихітні порожнини або повітряні бульбашки. Кавітація або бульбашки в рідині в нестаціонарному стані народжуються, процес розвитку, потім швидко закривається, коли вони швидко закривають вибух, створюють ударну хвилю, роблять місцеву територію великим тиском. Така кавітація виникає, коли бульбашки або бульбашки утворюються у рідині, а потім швидко закриваються.
Про основний процес кавітації та різницю між кавітацією та кип'ятінням коротко: якщо рідина при постійному нагріванні тиску або постійній температурі за допомогою статичного або динамічного методу при зниженому тиску може досягати 茌 порожнину рідкої пари або порожнину, заповнену газом (або дірки) почали з'являтися і розвиватися, а потім закриватися. Якщо це стан викликано підвищенням температури, його називають "кип'ятінням". Якщо температура в основному постійна і локальне тиск падає, воно називається "кавітацією".
З основного процесу кавітації верхня частина видно, що кавітація має такі особливості: кавітація - це явище, що виникає в рідині, яке не відбудеться в будь-якому нормальному середовищі. Кавітація є результатом рідкої декомпресії, тому кавітацію можна контролювати, контролюючи ступінь декомпресії. Кавітація - це динамічне явище, яке передбачає розвиток та закриття кавітації.
Ультразвукова кавітація - це сильне ультразвукове розповсюдження в рідині, викликане своєрідними фізичними явищами, також виробництво порожнистої порожнини порожнини, викликане, вирощене, стиснення, закрита, відмов швидкими повторюваними рухами своєрідного фізичного процесу. Місцевий високий тиск, який утворюється в результаті розпаду бульбашок при закритій високій температурі через звукового поля частоти, інтенсивності звуку та рідкого поверхневого натягу, в'язкості та навколишнього середовища впливу температури та тиску, наприклад, рідких частинок газового ядра в звукове поле під дією відповіді може бути помірним, також може бути сильним. Тому кавітація звуку поділяється на стаціонарну і перехідну кавітацію.
Постійна кавітація відноситься до динамічної поведінки кавітаційних бульбашок, що містять гази та пар. Цей процес кавітації, як правило, виробляється, коли інтенсивність звуку менше 1 Вт / см2. Пухирці кавітації вібрують довго і тривають протягом декількох звукових хвиль. Вібруючі повітряні бульбашки в звуковому полі, внаслідок розширення площі поверхні міхура, ніж стискання великого, розповсюджуються, розширюється до газу всередині пузиру, поширюється назовні бульбашки, більше, ніж при стискуванні і утворенні бульбашок у процес вібрації збільшується. Коли амплітуда вібрації досить велика, міхур змінюється від стабільного стану до тимчасової кавітації, а потім згортається.
Транзиторна кавітація в основному відноситься до кавітаційних бульбашок, утворених, коли інтенсивність звуку більша, ніж 1 Вт / см2, і вібрація виконується лише протягом одного звукового періоду. Коли інтенсивність звуку досить висока і звуковий тиск негативний протягом пів тижня, рідина піддається великій напрузі. Ядро бульбашок швидко розширюється і може досягти в кілька разів від початкового розміру. Тоді, коли звуковий тиск становить півтора тижні, бульбашки стискуються і врізаються в багато дрібних бульбашок для утворення нових ядер кавітації. Коли бульбашка стискається швидко, газ або пар в пузирі стискуються, і протягом дуже короткого періоду колапсу пузир кавітації, пузир генерує високу температуру близько 5000К, аналогічну температурі на поверхні сонця. Місцевий тиск близько 500 атмосфер, еквівалентний тиску глибинного океанського дна; Швидкість зміни температури досягає 109 К / с. Супутній сильною ударною хвилею і струменем 400 км / год, явище люмінесценції, також можна чути невеликі сплески. Видно, що енергія, що забезпечується кавітацією, робить місцевий потік високого тиску, високої температури та високого градієнта і забезпечує новий спосіб видобування складних компонентів лікарських матеріалів.
Вивчення ультразвукової кавітації, яке розпочалося в 1930-х рр., Виявлене в сонячних люмінесценціях Моннеско та Френцеля (SL), обумовлене редуктором світіння, зумовлює вивчення руху ультразвукових кавітаційних бульбашок та дослідження основного ефекту. Вони використовували вимірювання мікрофільмів ультразвукової кавітаційної групи в рідині для вивчення "кавітації кількох бульбашок". Для ченг-хао ван, де-юнь цжан китайської академії наук в 1960-х рр. Слід поклонятися під керівництвом академіка, тип влади використовується для вивчення методу повного руху одного кавітаційного міхура, і експеримент довів що кавітаційна радіація та електромагнітне випромінювання в час замикання міхура, вони також вивчали кавітація
Емульгуючі та механічні ефекти. У 1980-х роках Сполучені Штати Гайтан і Крум, використовуючи технологію акустичної левітації, стануть єдиним міхуром, "вкладеною в полон" в резервуар постійного хвильового поля хвилі живота, з плюсом ультразвукового поля, синхронним циклічним процесом кавітації і вимірюється. Ці результати забезпечують теоретичну основу для застосування ультразвуку в промисловості, сільському господарстві, медицині та інших галузях, а також забезпечують умови для вимірювання кавітації ультразвуку.
Вимірювання інтенсивності кавітації
Згідно з доповіддю в потоці, інтенсивність ультразвукової кавітації не є абсолютним методом вимірювання, але застосування ультразвуку в реальному ефекті певним чином має безпосереднє відношення до інтенсивності кавітації, тому шукайте способи вимірювання кавітації сила має важливе значення при практичному застосуванні. Інтенсивність кавітаційного та кавітаційного міхура не тільки закривається, коли тиск з розміру, кількість кавітаційних пузирів у одиничному об'ємі, також пов'язаний з різними типами кавітаційного міхура, тому може вимірювати лише відносну інтенсивність. В даний час це в основному вивчається з точки зору ультразвукового очищення, з тим щоб безпосередньо вимірювати ефект ультразвукового очищення, а методи такі:
Метод корозії: буде близько 20 мкм товщини алюмінію, олова або свинцевої фольги у звуковому полі на певній відстані, кавітаційна корозія, за певний проміжок часу, відповідно до корозії, вага зразка для вимірювання відносної кавітації інтенсивність, цей метод називається псевдокорозійним методом. Цей метод дозволяє виміряти відносну інтенсивність кавітації від поверхні рідини до різної глибини. Метод вимірювання полягає в тому, щоб поставити запитання про обробку поверхні зразка металу послідовними, провести кілька вимірювань, щоб з'ясувати середнє значення.
Хімічний спосіб: коли йодид натрію поміщений у чотирихлористий вуглець, інтенсивність відносної кавітації вимірюється кількістю йоду, що виділяється під час акустичної кавітації. Цей метод називається хімічним методом. Цей метод полягає у використанні методу спектрофотометра або радіоактивного маркеру для кількісного визначення виділення йоду. Через те, що при інтенсивності ультразвуку 5-30 Вт / см2, кількість виділеного йоду збільшувалася з збільшенням інтенсивності звуку після 1 хв обробки, інтенсивність кавітації вимірювалася з розміром виділеної кількості.
Метод затирання: очищати артефактами радіоактивного забруднення як зразок, використовувати після ультразвукового очищення, кількісно вимірювати кількість забрудненого бруду, щоб виміряти ефекти ультразвукового очищення або відносної інтенсивності кавітації, цей метод називається для видалення бруду. У практичному застосуванні існують також методи вимірювання кавітаційного шуму, які тут не описані.
Негативний ефект і застосування ультразвукової кавітації
Через нелінійну коливання бульбашок, спричиненої акустичною кавітацією та вибуховим тиском, коли вони лопаються, багато калібрування може вироблятися з фізичним та хімічним впливом. Ці ефекти мають негативні наслідки, але вони також мають застосування в інженерних технологіях. Наприклад, поверхню високошвидкісних обертових гвинтових лопаток, що використовуються суднами, нерідко вражають кавітаційним тиском і "роз'їдають" на деякі позначки. Коли кавітація серйозна, наявність великої кількості повітряних бульбашок вплине на тягу гвинта. У цивільній промисловості кавітаційна "корозія" може пошкодити труби та прилади. Проте використання кавітаційних ударних хвиль або місцева висока температура замкнутих бульбашок може бути корисною для промисловості. Наприклад, ультразвукове очищення - це комплексна побудова аномальних каналів звуковими хвилями, а також очищення деталей машин та мікрокомп'ютерних деталей, поміщених у миючий засіб за допомогою ультразвукової кавітації. Утилізація та видалення накипу ультразвуком також може виконуватися в котлі. Емульгаційний процес фармацевтичного виробництва також може бути досягнутий шляхом кавітації. Емульсії змішаних розчинів, таких як олія та вода, можуть бути приготовані в промисловості. Ультразвукове зварювання (розрив оксидного шару поверхні металу та полегшення зварювання металів); Ультразвукова кавітація використовується для просування деяких хімічних реакційних процесів. Розбиття тонкої стінки рослин, сприяння розчиненню хімічних компонентів у розчинниках та підвищення швидкості хімічного складу. [2]
Принцип ультразвукового очищення - це високочастотний коливальний електричний сигнал, вироблений генератором. Високочастотна механічна вібрація перетворюється на високу частоту перетворювачем, який передається в очищуючу рідину, і оброблювана деталь очищується ефективно. Його робочий механізм полягає в тому, щоб використовувати кавітаційний ефект для подвійного або більше десяти продажів, щоб поліпшити ефект очищення. Коли рідина вноситься в пристрій для чищення і наноситься ультразвукова хвиля, ультразвукова хвиля в чистячій рідині є своєрідною високочастотною хвилею з щільною фазою та променевою передачею, що робить рідку вібруючи назад і вперед на високій швидкості. У зоні негативного тиску вібрації через додану навколишню рідину, незліченному утворенні малого вакуумного пузиру та в області позитивного тиску раптово закриваються крихітні повітряні бульбашки, під тиском у процесі закриття через зіткнення рідини виникає потужний удар хвилі утворюються до тисячі атмосфер миттєвого високого тиску, впливають на очищення заготовки. Жирні та домішки, адсорбовані на заготовці, швидко відділяються від заготовки під постійним миттєвим високим тиском. Щоб досягти мети очищення. Два основних параметра ультразвукової хвилі: частота: F> 20 КГц; Щільність потужності: p = потужність передачі (W) / площа передачі (см2); Зазвичай р гострота становить 0,3 вт / см2; У рідині для поширення ультразвукового очищення бруду на поверхні об'єкта, і його принцип може бути використаний для пояснення явища кавітації, що поширення ультразвукових вібрацій у рідкому звуковому тиску досягає атмосферного тиску, щільність потужності 0,35 Вт / см2, то ультразвукова звукова хвиля може досягати вакууму або від'ємного тиску, піку тиску, але, фактично, не має негативного тиску, тому виробляють великий тиск у рідині, рідкий молекулярний ядерний розрив у порожні полки. Порожнина дуже близько до вакууму, і вона розривається, коли ультразвуковий тиск досягає свого максимуму, коли ультразвуковий тиск змінюється. Явище ударних хвиль, викликане розривом численних дрібних кавітаційних бульбашок, називається кавітацією. Занадто маленький звук не дає кавітації. Ультразвукова очищувальна машина складається з трьох основних частин: (1) навантаження очищення рідини, що очищає циліндр нержавіючої сталі (2) (3) ультразвуковий перетворювач, ультразвуковий очищувач, ультразвуковий генератор з високою чистотою, машина має переваги низького рівня шуму та тривалого терміну служби обладнання І може бути більш складною геометричною формою, такими як різноманітні сліпі діри, мікро дірки, глибокі отвори тощо. За допомогою інших методів очищення важко чистити деталі для ефективного очищення. В результаті вищезгаданої унікальної роботи все більше і більше людей визнають і приймають. По-друге, характеристики обладнання, коли ультразвукова очищувальна машина, наповнена водою, після ввімкнення схеми живлення перетворює змінний струм (змінного струму) 50 кГ на змінний струм ультразвуку, генерує коливання, формування коливань складається з індуктивність та резонансна схема перетворювача ємності, а сигнал коливання до постійного зворотного зв'язку продовжується. Транзистор посилюється, а потім посилає його в серію резонансних ланцюгів. Ця резонансна частота точно регулюється на природній резонансній частоті датчика, перш ніж машина виходить із заводу, щоб забезпечити найкращий ефект перетворювача. Датчик проходить крізь шпильки і міцно клейове скріплення на днище пилососу з нержавіючої сталі, механічна енергія перетворювача ультразвуком через нижню частину каналу переходить до рідини в резервуарі, а потім наноситься на рідину артефактів, які слід чистити, так як реалізувати функцію ультразвукового очищення. Високочастотний транзистор працює на насиченні перемикача, тому вихідна форма сигналу квадратна. Коли квадратна хвиля входить в резонансну ланцюг і фільтрується за допомогою індуктивності та ємності, вона стає синусоїдальною. Тому поточний сигнал, що діє на перетворювач, став синусоїдальною. Є два види ультразвукового генератора потужності ультразвукової машини для очищення, це самозбудована ланцюг, інша схема збудження окремо. Самозбуджений контур простий, практичний та економічний. Інші збуджені схеми мають високу потужність, з частотним відстеженням та обмеженням струму, опаленням та іншими видами захисту. Ці дві схеми підходять для підприємств різних рівнів та більше клієнтів. 1. Підключіть генератор до кабелю в гнізді для чищення. 2. Вводьте вибраний очищувальний розчин в резервуар. 3. Підключіть генератор до напруги 220 В з плюсом або мінусом 10% 50 Гц змінного струму. 4. Увімкніть генератор живлення генератора, а індикатор живлення включений (в цій точці рідина в баці починає вібрувати і кавітація). 1. Щоб подовжити термін служби, рекомендується встановити обладнання в провітрюваній та сухостійкій зоні, а вентиляторний отвір на зворотній стороні генератора слід регулярно чистити. Генератор має вентиляційні отвори з усіх боків, щоб забезпечити безперешкодне протікання повітря. 2. (1) бак для чищення повинен бути поставлений у рідину для завантаження, мінімальний рівень води> 100 мм (нижня частина) спільного вібраційного типу та горизонтальний датчик на боці, для цистерни для очищення резервуара вздовж 100 мм, як у повітрі відкриває шанс пошкодити машину. (2) коли температура тіла при очищенні циліндру становить нормальну температуру, безпосередньо не вводять високотемпературні рідини в циліндр, щоб уникнути розпушення датчика та впливу на нормальне використання машини. (3), коли очищувальний розчин потрібно замінити унаслідок забруднення, а не криогенної рідини безпосередньо у високу температуру всередині циліндра, це також може привести до перетворювача, необхідно закрити перемикач нагрівача одночасно, щоб уникнути нагрівач пошкоджений слотом без рідини. (4) регулярно перевіряйте датчик, щоб уникнути вогкості та впливу, щоб уникнути непотрібних втрат. 3. Після використання основна живлення повинна бути вимкнена. 4. Не перезапускайте машину відразу після вимкнення, час витримки повинен перевищувати одну хвилину.
