Introducere în tehnologia cu ultrasunete

Principiul ultrasunetelor.

Ecografia interacționează cu mediul în timpul propagării, modificările în fază și amplitudine, modifică proprietățile fizice, chimice și biologice sau starea mediului, sau accelerează procesul acestei schimbări, rezultând o serie de efecte, cum ar fi mecanica, termalele. , efecte chimice și biologice etc. Aceste efecte pot fi atribuite următoarelor efecte:

Cavitație

Buburile de cavitație cresc în regiunea de presiune negativă formată de propagarea longitudinală a undelor ultrasonice și formează o interfață cu bule.

Este rapid închis în zona de presiune pozitivă pentru a fi comprimat și întins sub presiuni alternante pozitive și negative.

Un micjet de mare viteză (110 m / s) poate fi generat atunci când bulele de cavitație sunt comprimate până la așchierea rapidă și densitatea de coliziune este de 1,5 kg / m2, rezultând un curent ridicat.

Impactul microjetului de mare viteză pe partea balonului distal produce un impact ciocan cu apă, adică un val de șoc.

Unda de șoc se propagă radial spre exterior, atingând suprafața solidă a eșantionului, reflectând-o în bule și bubble-ul devine vortex pentru a convecta suprafața solidă, generând o presiune imensă instantanee; această presiune imensă imensă poate face ca particulele solide să fie suspendate în lichid sau Suprafața țesutului celular biologic este supusă unor daune drastice.

În plus față de efectele de mai sus, există efecte mecanice, termice și alte:

Acțiune mecanică

În timpul propagării ultrasunetelor, mediul va comprima și întinde alternativ mediul, formând o schimbare de presiune, iar schimbarea de presiune va produce un efect mecanic. Metoda de mișcare a particulei indusă de ultrasunete, deși deplasarea și viteza nu sunt mari, dar accelerația particulelor proporțională cu pătratul frecvenței vibrațiilor ultrasonice este foarte mare, uneori depășind uneori zeci de mii de ori accelerația gravitațională, este suficientă o astfel de accelerație mare pentru a provoca un mediu mecanic puternic. efect.

Efect termic

Dacă undele ultrasonice sunt absorbite de mediu în mediu, adică există absorbție de energie. În același timp, datorită vibrațiilor undei ultrasonice, mediul generează o oscilație puternică de înaltă frecvență, iar mediul se freacă unul împotriva celuilalt pentru a genera căldură, ceea ce crește temperatura lichidului și a solidului. Ecografia crește temperatura la interfața de penetrare a două medii diferite. Acest lucru se datorează faptului că impedanța caracteristică este diferită la interfață, iar reflecția va avea loc, formând un val în picioare pentru a determina frecarea relativă între molecule și încălzire.

Alte efecte

Cavitația cu ultrasunete poate provoca oxidarea, de exemplu, după o scurtă perioadă de sonicare în apă distilată pentru a produce peroxid de hidrogen. Acidul azotic se produce după sonicare în apă în care este dizolvat azot. Ecografia are, de asemenea, un efect de reducere și afectează descompunerea electrică a metalului.