O princípio e a aplicação do ultrassom
As leis de propagação de reflexão, refração, difração e espalhamento de ondas ultrassônicas no meio não são essencialmente diferentes das leis das ondas sonoras audíveis. Mas o comprimento de onda do ultrassom é muito curto, apenas alguns centímetros, mesmo alguns milésimos de milímetro.
As leis de propagação de reflexão, refração, difração e espalhamento de ondas ultrassônicas no meio não são essencialmente diferentes das leis das ondas sonoras audíveis. Mas o comprimento de onda do ultrassom é muito curto, apenas alguns centímetros, mesmo alguns milésimos de milímetro.
A aplicação técnica do ultrassom, em resumo, inclui principalmente dois aspectos:
(1) Tratamento ultrassônico. O tratamento ultrassônico usa principalmente suas características de energia e cavitação para alterar ou acelerar a mudança de certas propriedades físicas, químicas, biológicas ou estados de substâncias. O uso de ondas ultra-sônicas fortes para processamento, limpeza ultra-sônica, soldagem ultra-sônica, emulsificação ultra-sônica, esmagamento ultra-sônico, desgaseificação ultra-sônica, tratamento médico ultra-sônico, tratamento ultra-sônico de sementes, etc., tem sido amplamente utilizado em vários setores, como indústria, agricultura, medicina e saúde. Na indústria, ondas ultrassônicas fortes são usadas para perfurar e cortar objetos rígidos como aço, cerâmica, pedras preciosas e diamantes. Normalmente, podemos usar martelos e brocas de aço para fazer furos em rochas duras, um por um. O processamento ultrassônico também é o motivo.
(2) Detecção ultrassônica de falhas, medição de espessura, medição de distância, diagnóstico médico e imagem. Na produção industrial, o método de transmissão ultrassônica é frequentemente usado para detecção não destrutiva de produtos. A onda ultrassônica emitida pelo gerador ultrassônico pode penetrar na amostra a ser testada e ser recebida pelo receptor no lado oposto. Se houver um defeito dentro da amostra, a onda ultrassônica será refletida no defeito. Neste momento, o receptor do lado oposto não pode receber ou não pode receber todos os sinais ultrassônicos emitidos pelo gerador. Desta forma, é possível detectar se há defeitos na amostra sem danificar a amostra a ser testada. No diagnóstico médico, o método do eco é frequentemente usado: o ultrassom fraco é penetrado no corpo humano. Quando o ultrassom encontra a interface do órgão, ele reflete e transmite. As ondas ultrassônicas transmitidas aos órgãos serão refletidas e transmitidas novamente quando encontrarem a interface. O receptor ultrassônico recebe especificamente as ondas refletidas a cada vez. A equipe médica pode compreender o tamanho e a localização dos órgãos e suas lesões internas com base no intervalo de tempo e na intensidade da onda de cada onda refletida recebida. Comparadas com ondas sonoras audíveis, as ondas ultrassônicas têm muitas características estranhas:
1. Cavitação - quando as ondas ultrassônicas se propagam no líquido, pequenas cavidades serão criadas no líquido devido à violenta vibração das partículas do líquido. Essas pequenas cavidades se expandem e fecham rapidamente, causando colisões violentas entre as partículas líquidas, resultando em pressões de milhares a dezenas de milhares de atmosferas. Essa interação violenta entre as partículas fará com que a temperatura do líquido suba repentinamente e terá um bom efeito de agitação, de modo que os dois líquidos imiscíveis (como água e óleo) emulsionem e aceleram a dissolução dos solutos. reação química. Os vários efeitos causados pela ação das ondas ultrassônicas no líquido são chamados de cavitação ultrassônica.
2. Características de energia - quando o som se propaga no ar, ele empurra as partículas no ar para vibrar para frente e para trás e trabalhar nas partículas. A potência da onda sonora é uma quantidade física que expressa a velocidade do trabalho da onda sonora'. Sob a mesma intensidade, quanto mais alta a frequência da onda sonora, maior é a potência que ela tem. Devido à alta frequência das ondas ultrassônicas, a potência das ondas ultrassônicas é muito grande em comparação com as ondas sonoras comuns.
3. Características de propagação - o comprimento de onda das ondas ultrassônicas é muito curto e o tamanho dos obstáculos comuns é muitas vezes maior do que o comprimento de onda das ondas ultrassônicas. Portanto, o poder de difração das ondas ultrassônicas é muito pobre. Ele pode se propagar em linha reta em um meio uniforme. Quanto menor o comprimento de onda das ondas ultrassônicas, esse recurso é mais notável.
