Prinsippet og anvendelsen av ultralyd

Prinsippet og anvendelsen av ultralyd

Forplantningslovene for refleksjon, brytning, diffraksjon og spredning av ultralydbølger i mediet er ikke vesentlig forskjellige fra lovene for hørbare lydbølger. Men bølgelengden til ultralyd er veldig kort, bare noen få centimeter, til og med noen få tusendeler av en millimeter.

Forplantningslovene for refleksjon, brytning, diffraksjon og spredning av ultralydbølger i mediet er ikke vesentlig forskjellige fra lovene for hørbare lydbølger. Men bølgelengden til ultralyd er veldig kort, bare noen få centimeter, til og med noen få tusendeler av en millimeter.

Den tekniske anvendelsen av ultralyd, oppsummert, inkluderer hovedsakelig to aspekter:

(1) Ultralydbehandling. Ultralydbehandling bruker hovedsakelig kraftkarakteristikker og kavitasjon for å endre eller akselerere endringen av visse fysiske, kjemiske, biologiske egenskaper eller tilstander til stoffer. Bruken av sterke ultralydbølger for prosessering, ultralydrensing, ultralydsveising, ultralydsemulgering, ultralydknusing, ultralydavgassing, ultralydmedisinsk behandling, ultralydfrøbehandling, etc., har blitt mye brukt i ulike sektorer som industri, landbruk, medisinsk og Helse. I industrien brukes sterke ultralydbølger til å bore og kutte harde gjenstander som stål, keramikk, edelstener og diamanter. Vanligvis kan vi bruke hammere og stålbor for å lage hull i harde steiner én etter én. Ultralydbehandling er også årsaken.

(2) Ultralydfeildeteksjon, tykkelsesmåling, avstandsmåling, medisinsk diagnose og bildebehandling. I industriell produksjon brukes ultralydoverføringsmetoden ofte for ikke-destruktiv deteksjon av produkter. Ultralydbølgen som sendes ut av ultralydgeneratoren kan trenge gjennom prøven som skal testes og mottas av mottakeren på motsatt side. Hvis det er en defekt inne i prøven, vil ultralydbølgen reflekteres ved defekten. På dette tidspunktet kan ikke mottakeren på motsatt side motta eller motta alle ultralydsignalene som sendes ut av generatoren. På denne måten er det mulig å oppdage om det er feil i prøven uten å skade prøven som skal testes. I medisinsk diagnose brukes ofte ekkometoden: svak ultralyd penetreres inn i menneskekroppen. Når ultralyden møter organets grensesnitt, vil den reflektere og overføre. Ultralydbølger som sendes inn i organene vil reflekteres og overføres igjen når de møter grensesnittet. Ultralydmottakeren mottar spesifikt de reflekterte bølgene hver gang. Medisinsk personell kan forstå størrelsen og plasseringen av organer og deres indre lesjoner basert på tidsintervallet og bølgestyrken til hver mottatt reflektert bølge. Sammenlignet med hørbare lydbølger har ultralydbølger mange merkelige egenskaper:

1. Kavitasjon - når ultralydbølger forplanter seg i væske, vil det dannes små hulrom i væsken på grunn av den voldsomme vibrasjonen av væskepartikler. Disse små hulrommene utvides og lukkes raskt, og forårsaker voldsomme kollisjoner mellom væskepartiklene, noe som resulterer i trykk på tusenvis til titusenvis av atmosfærer. Denne voldsomme interaksjonen mellom partiklene vil føre til at temperaturen på væsken plutselig stiger, og har en god røreeffekt, slik at de to ublandbare væskene (som vann og olje) emulgerer, og akselererer oppløsningen av oppløste stoffer. kjemisk reaksjon. De ulike effektene forårsaket av virkningen av ultralydbølger i væsken kalles ultralydkavitasjon.

2. Kraftegenskaper-når lyd forplanter seg i luften, skyver den partiklene i luften til å vibrere frem og tilbake og utføre arbeid på partiklene. Lydbølgekraften er en fysisk størrelse som uttrykker hastigheten til lydbølgen's arbeid. Under samme intensitet, jo høyere frekvens lydbølgen har, desto større kraft har den. På grunn av den høye frekvensen til ultralydbølger er kraften til ultralydbølger veldig stor sammenlignet med vanlige lydbølger.

3. Forplantningsegenskaper - bølgelengden til ultralydbølger er veldig kort, og størrelsen på vanlige hindringer er mange ganger større enn bølgelengden til ultralydbølger. Derfor er diffraksjonskraften til ultralydbølger svært dårlig. Den kan forplante seg i en rett linje i et jevnt medium. Jo kortere bølgelengden til ultralydbølger er, denne funksjonen er mer bemerkelsesverdig.