หลักการพื้นฐานของอัลตราซาวนด์

อัลตราซาวด์เป็นส่วนหนึ่งของคลื่นเสียงคือหูของมนุษย์ไม่สามารถได้ยินเสียงคลื่นความถี่สูงกว่า 20 KHZ และคลื่นเสียงมีเหมือนกันซึ่งผลิตโดยวัสดุและการสั่นสะเทือนและจะถูกส่งเฉพาะในกลาง ; สัตว์หลายชนิดสามารถส่งและรับอุลตร้าโซนิคได้ซึ่งส่วนใหญ่ของค้างคาวมีความโดดเด่นทำให้สามารถใช้คลื่นเสียงสะท้อนอันอ่อนโยนของสายการบินที่อ่อนแอและจับอาหารได้ในที่มืด แต่อัลตราซาวนด์ยังมีคุณสมบัติพิเศษเช่นความถี่สูงขึ้นและความยาวคลื่นที่สั้นกว่าดังนั้นจึงคล้ายกับคลื่นแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นลง

คุณสมบัติ

คลื่นอัลตร้าโซนิคเป็นคลื่นสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่นที่มีลักษณะเฉพาะเมื่อเทียบกับเสียงที่ได้ยิน การเร่งการสั่นสะเทือนที่จุดมวลของตัวกลางการส่งผ่านมีขนาดใหญ่มาก Cavitation เกิดขึ้นในสื่อของเหลวเมื่อความเข้มของคลื่นเสียงอัลตราโซนิคถึงค่าหนึ่ง

ลักษณะลำแสง

คลื่นเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงไปในทิศทาง (อ่อนแอในทิศทางอื่น) เรียกว่าลำแสง เนื่องจากความยาวคลื่นสั้นคลื่นอัลตราโซนิคจึงแสดงลำแสงที่มีความเข้มข้นในการเคลื่อนที่ของรังสีไปในทิศทางที่แน่นอนเมื่อเดินผ่านรูซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าความยาวของคลื่น เนื่องจากทิศทางที่แข็งแกร่งของอัลตราซาวนด์จึงสามารถรวบรวมข้อมูลได้ นอกจากนี้เมื่อเส้นผ่าศูนย์กลางของสิ่งกีดขวางมีขนาดใหญ่กว่าความยาวคลื่นในทิศทางของการแพร่กระจายของคลื่นอัลตร้าโซนิค "เงาเสียง" จะถูกสร้างขึ้นหลังอุปสรรค เหล่านี้เหมือนกับแสงที่ผ่านรูและสิ่งกีดขวางคลื่นอัลตราโซนิคจึงมีลักษณะลำแสงคล้ายกับคลื่นแสง

คุณภาพลำแสงของคลื่นอัลตราโซนิกโดยทั่วไปจะวัดตามขนาดของมุมที่แตกต่าง (ปกติ)

นี่แสดงเป็น acetabulum ส่งสัญญาณกึ่ง การใช้แหล่งกำเนิดเสียงแบบลูกสูบแบบวงกลมเป็นวงกลมเป็นตัวกำหนดขนาดของมัน

หลักการพื้นฐานของอัลตราซาวนด์

หลักการพื้นฐานของอัลตราซาวด์ (4 รูป)

เส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสม (D) ของแหล่งกำเนิดเสียงและความยาวคลื่นของคลื่นเสียงจะแสดงอยู่ด้านล่าง ดังนั้นเพื่อให้ร่างกายเสียงส่งเสียงอัลตราซาวด์ดีทิศทางต้องทำให้มุม theta มีขนาดเล็กเท่าที่เป็นไปได้ตรงกล้ามเนื้อกระตุก d emitter (แหล่ง) ต้องมีขนาดใหญ่หรือความถี่ f ยังต้องสูงเพื่อให้ได้รับการยิงมิฉะนั้นจะ backfire เป็นความยาวคลื่นของอัลตราซาวด์ที่สั้นกว่าความยาวคลื่นของเสียงเสียงดังนั้นจึงมีดีกว่าเสียงลำแสงเสียงสัมฤทธิ์ลักษณะที่สูงขึ้นความถี่ของอัลตราซาวด์ที่สั้นกว่าความยาวคลื่นเป็นลักษณะการขยายพันธุ์เป็นสำคัญไปในทิศทางที่แน่นอน

ลักษณะการดูดกลืน

เมื่อคลื่นอัลตราโซนิคเคลื่อนไปในสื่อต่างๆโดยการเพิ่มระยะการขยายพันธุ์ความเข้มของคลื่นเสียงจะค่อยๆอ่อนลงและพลังงานจะค่อยๆถูกนำมาใช้ พลังงานชนิดนี้ถูกดูดซับโดยสื่อซึ่งเรียกว่าการดูดซับเสียง 1845 Stoke GG) พบ: เมื่อคลื่นเสียงผ่านของเหลวเนื่องจากอนุภาคของเหลวเคลื่อนไหวสัมพัทธ์และแรงเสียดทานภายใน (นั่นคือผลหนืด) นำไปสู่การดูดซับเสียงจึงอนุมานได้เนื่องจากแรงเสียดทานภายในของของเหลวปานกลางหรือหนืดในการดูดซับเสียง สูตร. นอกจากนี้เมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านสื่อเหลวอุณหภูมิของเขตการบีบอัดจะสูงกว่าอุณหภูมิเฉลี่ย ในทางตรงกันข้ามอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นที่เบาบางดังนั้นเนื่องจากการถ่ายเทความร้อนระหว่างการบีบอัดและส่วนที่ขาดหายไปของคลื่นเสียงกับการแลกเปลี่ยนความร้อนจึงลดลงของพลังงานอะคูสติกในปี 1868 Kirchhoff (Kirchhoff g. .) ที่เกิดจากการดูดซึมเสียงของสูตรการนำความร้อนจะถูกอนุมาน

จะเห็นได้ว่าค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนเป็นสัดส่วนกับความถี่ของคลื่นความถี่ของคลื่นความถี่และเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น 10 เท่าค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนเพิ่มขึ้น 100 เท่า นั่นคือความถี่ที่สูงกว่าการดูดซับมากขึ้นดังนั้นระยะการแพร่กระจายของคลื่นเสียงจะเล็กลง ในก๊าซ Einstein เสนอในปี 1920 โดยการกระจายความถี่เสียงเพื่อกำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยาของก๊าซที่เกี่ยวข้องจึงส่งเสริมการดูดซึมของกลไกการผ่อนคลายความร้อนโมเลกุลก๊าซขยายไปสู่ของเหลวเพราะโมเลกุลในสื่อที่ได้จากการชนกันระหว่างโมเลกุลดูดซับความร้อน การผ่อนคลาย ดังนั้นคลื่นเสียงความถี่ต่ำจึงสามารถเดินทางไปในอากาศได้นานและคลื่นเสียงความถี่สูงจะสลายตัวอย่างรวดเร็วในอากาศ

ในของแข็งการดูดซับเสียงขึ้นอยู่กับโครงสร้างที่แท้จริงของของแข็ง

สาเหตุมาจากข้างต้นเพื่อดูบางส่วนของเหตุผลสำหรับสื่อที่แตกต่างกันในการดูดซึมเสียง แต่เหตุผลหลักคือความหนืดปานกลางการนำความร้อนโครงสร้างที่เกิดขึ้นจริงของกลางและขนาดกลางของการเปลี่ยนแปลงทางจุลภาคที่เกิดจากผลผ่อนคลาย ฯลฯ . ในกระบวนการของการดูดซับเสียงของการเปลี่ยนแปลงขนาดกลางที่มีความถี่ของเสียง คลื่นอัลตร้าโซนิคเป็นคลื่นเสียงความถี่สูงเมื่อแพร่กระจายในสื่อเดียวกันขณะที่ความถี่เพิ่มขึ้นพลังงานที่ถูกดูดกลืนโดยการเพิ่มขึ้นของขนาดกลาง ตัวอย่างเช่นความถี่คือ

อัตราส่วนของพลังงานที่ดูดซับด้วยอัลตราซาวนด์ของเฮิรตซ์อยู่ในอากาศ

คลื่นเสียงของเฮิรตซ์มีขนาดใหญ่กว่า 100 เท่า สำหรับความถี่เดียวกันของการส่งผ่านอัลตราโซนิกเนื่องจากสื่อต่างๆ ตัวอย่างเช่นเมื่อมีการแพร่กระจายในของเหลวของเหลวและของแข็งการดูดซับของมันจะแข็งแรงที่สุดอ่อนลงและเล็กที่สุดตามลำดับ คลื่นอัลตราโซนิคจึงเดินทางไปในระยะทางที่สั้นที่สุดในอากาศ

เมื่อคลื่นอัลตร้าโซนิคแพร่กระจายไปในเครื่องแบบสม่ำเสมอความเข้มของอะคูสติกจะลดลงเมื่อเพิ่มระยะทางเนื่องจากการดูดซับของคลื่นซึ่งเป็นการลดทอนของคลื่นเสียง

เมื่อความเข้มเริ่มต้นของคลื่นอัลตราโซนิกคือ J0 หลังจากระยะทาง x เมตรความเข้มของมันคือ

Jx Joe - 2 ขวาน = ""

สัมประสิทธิ์การดูดกลืน (สัมประสิทธิ์การลดทอน) คือ

สามารถหาค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนของคลื่นเสียงในสื่อต่างๆได้จากด้านบน

จากนี้ความสามารถในการอัลตราโซนิคจะลดลงอย่างมาก ตัวอย่างเช่นความรุนแรงของคลื่นอัลตราโซนิกที่มีความถี่ 106 Hz จะลดลงครึ่งหนึ่งหลังจากที่ออกจากแหล่งกำเนิดเสียงและส่งผ่านไป 0.5 เมตรในอากาศ เดินทางด้วยน้ำ 500 ล้านไมล์ก่อนที่จะมีกำลังแรง

จะเห็นได้ว่าระยะทางที่เดินทางไปในน้ำเป็นระยะทาง 1000 เท่าที่เคลื่อนที่ไปในอากาศ ความถี่ที่สูงขึ้นทำให้การสลายตัวเร็วขึ้น ถ้าอัลตราซาวนด์ที่มีความถี่ 1011Hz ถูกส่งผ่านอากาศจะหายไปโดยไม่มีร่องรอยทันทีที่ออกจากแหล่งกำเนิดเสียง ในของเหลวข้นหนืดอัลตราซาวด์จะถูกดูดซึมได้เร็วขึ้น ยกตัวอย่างเช่นที่ 200 องศาเซลเซียสความเข้มของความถี่อัลตราโซนิกที่ 300kHz จะลดลงครึ่งหนึ่ง อากาศหนาเพียง 0.4 เมตรเท่านั้น

ในน้ำจะไหลผ่าน 440 เมตร ในน้ำมันหม้อแปลงจะกระจายไปประมาณ 100 เมตร ในขี้ผึ้งพาราฟินจะกระจายไปประมาณ 3 เมตร ดังนั้นวัสดุที่มีขนาดใหญ่ (ยาง, เบคเนล, ยางมะตอย) เป็นฉนวนที่ดีสำหรับเสียงอัลตราโซนิก

พลังงานขนาดใหญ่

คลื่นอัลตราโซนิกจะส่งพลังงานมากกว่าเสียงที่ได้ยิน เนื่องจากเมื่อคลื่นเสียงถึงวัตถุบางอย่างเนื่องจากผลกระทบของคลื่นเสียงทำให้โมเลกุลในวัสดุยังตามการสั่นสะเทือนความถี่การสั่นสะเทือนและความถี่อะคูสติกจะเหมือนกันดังนั้นความถี่ในการสั่นสะเทือนระดับโมเลกุลเพื่อกำหนดความเร็วของการสั่นสะเทือนโมเลกุล ยิ่งความถี่สูงเท่าใดความเร็วก็ยิ่งดีเท่านั้น ดังนั้นโมเลกุลของสารโดยการสั่นสะเทือนและพลังงานพลังงานนอกเหนือจากที่เกี่ยวข้องกับมวลของโมเลกุลและโมเลกุลเป็นสัดส่วนกับสแควร์ของความเร็วในการสั่นสะเทือนและความเร็วในการสั่นสะเทือนที่เกี่ยวข้องกับความถี่การสั่นสะเทือนของโมเลกุลดังนั้นความถี่ของความถี่ที่สูงขึ้น คลื่นเสียงคือวัสดุทำให้พลังงานของโมเลกุลสูงขึ้น คลื่นอุลตร้าโซนิคมีความถี่มากกว่าคลื่นเสียงมากดังนั้นจึงทำให้โมเลกุลของวัสดุมีพลังงานมากขึ้น นี้แสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวด์ตัวเองสามารถ

จัดหาพลังงานให้เพียงพอ

หูของมนุษย์ทั่วไปสามารถได้ยินเสียงคลื่นความถี่ต่ำและพลังงานต่ำ ตัวอย่างเช่นเสียงดังประมาณ 50uW / cm2 แต่คลื่นอัลตราโซนิคมีพลังงานมากกว่าคลื่นเสียง ตัวอย่างเช่นความถี่คือ

การสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกของเฮิรตซ์มีพลังงานเท่ากันมากกว่าคลื่นและความถี่

คลื่นเฮิรตซ์สั่นพลังงานเพิ่มขึ้นเป็นล้านเท่าเพราะพลังงานของคลื่นเสียงมีสัดส่วนกับความถี่ของคลื่นความถี่ จะเห็นได้ว่าส่วนใหญ่เป็นพลังงานกลขนาดใหญ่ของคลื่นอัลตราโซนิก

จุดมวลของสสารทำให้เกิดการเร่งความเร็วที่ดี

ในการใช้งานปกติความดังปกติของความดังเสียงของลำโพงล่ะก็คือ

W / cm2 ปืนยิงอย่างดัง

W / cm2 เสียงของความดังปานกลางทำให้จุดมวลของน้ำได้รับแรงกดเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของแรงโน้มถ่วง (980 ซม. / วินาที) ดังนั้นจะไม่มีผลกับน้ำ อย่างไรก็ตามหากอัลตราซาวนด์ถูกนำมาใช้กับน้ำการเร่งความเร็วของจุดน้ำอาจเป็นหลายร้อยพันล้านครั้งหรือมากกว่านับล้านเท่าของแรง

จุดน้ำสร้างการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว มีบทบาทสำคัญในการสกัดด้วยอัลตราโซนิค

ปรากฏการณ์ Cavitation

Cavitation เป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพทั่วไปในของเหลว ในของเหลวเนื่องจากผลกระทบทางกายภาพเช่นกระแสน้ำวนและอัลตราโซนิคสำหรับบางส่วนของรูปของเหลวของเขตแรงดันลบในท้องถิ่นทำให้เกิดการแตกหักของของเหลวหรือของแข็งเชื่อมต่อรูปแบบโพรงเล็ก ๆ หรือฟองอากาศ cavitation หรือฟองอากาศในของเหลวในรัฐไม่มั่นคงเกิดกระบวนการของการพัฒนาแล้วปิดได้อย่างรวดเร็วเมื่อพวกเขาได้อย่างรวดเร็วปิดระเบิดสร้างคลื่นช็อกทำให้พื้นที่ในท้องถิ่นมีจำนวนมากของความดัน cavitation ดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อฟองอากาศหรือฟองฟอร์มในของเหลวและจากนั้นปิดได้อย่างรวดเร็ว

เกี่ยวกับกระบวนการพื้นฐานของ cavitation และความแตกต่างระหว่าง cavitation และเดือดสั้น ๆ ดังต่อไปนี้เมื่อของเหลวที่เครื่องทำความร้อนความดันคงที่หรืออุณหภูมิคงที่โดยวิธีการแบบคงที่หรือแบบไดนามิกภายใต้ความดันลดลงสามารถบรรลุ茌ของเหลวช่องหรือโพรงที่เต็มไปด้วยก๊าซ (หรือ หลุม) เริ่มปรากฏและการพัฒนาและปิดแล้ว หากสถานะนี้เกิดจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเรียกว่า "เดือด" ถ้าอุณหภูมิเป็นค่าคงที่โดยทั่วไปและความดันภายในลดลงจะเรียกว่า "cavitation"

สามารถมองเห็นได้จากขั้นตอนพื้นฐานของ cavitation เหนือศีรษะที่ cavitation มีลักษณะดังต่อไปนี้ cavitation เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในของเหลวซึ่งจะไม่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมปกติใด ๆ Cavitation เป็นผลมาจากการบีบอัดของเหลวดังนั้น cavitation สามารถควบคุมได้โดยการควบคุมระดับของ decompression Cavitation เป็นปรากฏการณ์แบบไดนามิกที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาและการปิด cavitation

cavitation ล้ำเสียงมีการแพร่กระจายอัลตราโซนิกที่แข็งแกร่งในของเหลวที่เกิดจากชนิดของปรากฏการณ์ทางกายภาพที่แปลกประหลาดเช่นการผลิตโพรงของเหลวกลวงที่เกิดขึ้นขยายตัวบีบอัดปิดการเคลื่อนไหวซ้ำ ๆ อย่างรวดเร็วของกระบวนการทางกายภาพที่แปลกประหลาด ความดันสูงที่เกิดจากการยุบตัวของฟองสบู่เมื่อปิดอุณหภูมิสูงเนื่องจากสนามเสียงของความถี่ความเข้มของเสียงและความตึงผิวของของเหลวความหนืดและสภาวะแวดล้อมโดยรอบของอุณหภูมิและความดันเช่นอนุภาคของเหลวของนิวเคลียสก๊าซใน สนามเสียงภายใต้การดำเนินการตอบสนองอาจจะปานกลางยังสามารถที่แข็งแกร่ง ดังนั้น cavitation เสียงแบ่งออกเป็น cavitation รัฐคงที่และชั่วคราว

cavitation คงที่หมายถึงพฤติกรรมแบบไดนามิกของฟองอากาศ cavitation ที่มีก๊าซและไอระเหย กระบวนการ cavitation นี้มักเกิดขึ้นเมื่อความเข้มของเสียงต่ำกว่า 1W / cm2 ฟองอากาศแบบ Cavitation มีการสั่นสะเทือนเป็นเวลานานและสุดท้ายสำหรับคลื่นเสียงหลาย ๆ ฟองอากาศสั่นสะเทือนในสนามเสียงเนื่องจากการขยายตัวของพื้นที่ผิวฟองมากกว่าการบีบอัดของขนาดใหญ่กระจายแพร่ขยายไปยังก๊าซภายในฟองสบู่กระจายไปด้านนอกของฟองมากกว่าการบีบอัดและทำให้ฟองอากาศใน กระบวนการของการสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้น เมื่อความกว้างของการสั่นสะเทือนมีขนาดใหญ่พอฟองอากาศจะเปลี่ยนจากสถานะที่มั่นคงไปเป็น cavitation ชั่วคราวและยุบ

cavitation ชั่วคราวหมายถึงฟองอากาศแบบ cavitation ที่เกิดขึ้นเมื่อความเข้มของเสียงสูงกว่า 1W / cm2 และการสั่นสะเทือนจะเสร็จสิ้นภายในระยะเวลาหนึ่งเสียงเท่านั้น เมื่อความเข้มของเสียงสูงพอและความดันเสียงเป็นลบเป็นเวลาครึ่งสัปดาห์ แกนฟองอากาศขยายตัวได้รวดเร็วและสามารถเข้าถึงได้หลายเท่าของขนาดที่เป็นต้นฉบับ จากนั้นเมื่อความดันเสียงเป็นเวลาครึ่งสัปดาห์ฟองอากาศจะถูกบีบอัดและระเบิดเป็นฟองอากาศขนาดเล็กจำนวนมากเพื่อสร้างนิวเคลียส cavitation ใหม่ เมื่อฟองสบู่ตกลงอย่างรวดเร็วแก๊สหรือไอน้ำในฟองอากาศถูกบีบอัดและภายในเวลาสั้น ๆ ของการเกิดฟองสบู่ฟองอากาศฟองจะสร้างอุณหภูมิสูงประมาณ 5000K คล้ายกับอุณหภูมิบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ แรงกดดันในพื้นที่ประมาณ 500 บรรยากาศเทียบเท่ากับความดันของพื้นมหาสมุทรลึก อัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงถึง 109K / s พร้อมด้วยคลื่นกระแทกที่แรงกระแทกและเครื่องบินเจ็ทขนาด 400 กม. / ชม. ปรากฏการณ์เรืองแสงสามารถได้ยินเสียงระเบิดเล็ก ๆ จะเห็นได้ว่าพลังงานที่ได้รับจาก cavitation ทำให้การไหลของแรงดันสูงอุณหภูมิสูงและการไล่ระดับสีสูงในท้องถิ่นทำให้เป็นรูปแบบใหม่ในการสกัดส่วนประกอบที่ยากของวัสดุยา

การศึกษาเกี่ยวกับ cavitation ล้ำเสียงเริ่มขึ้นในปีพ. ศ. 2473 ซึ่งพบใน Monnesco และ Frenzel sonoluminescence (SL) ซึ่งเกิดจากการเรืองแสงไล่เบี้ยทำให้เกิดการศึกษาการเคลื่อนที่ของฟองอากาศแบบ cavitation ultrasonic และการสำรวจผลกระทบขั้นพื้นฐาน พวกเขาใช้การคำนวณฟองอากาศแบบฟองอากาศแบบฟองอากาศแบบกลุ่มล้ำเสียงในของเหลวเพื่อศึกษา "cavitation ของฟองอากาศหลายชั้น" เมื่อถึงสมัยศตวรรษที่สิบหกของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งประเทศจีนในปีพ. ศ. 2502 ควรบูชาภายใต้การแนะแนวของนักวิชาการชนิดของพลังงานจะใช้เพื่อศึกษาวิธีการเคลื่อนไหวสมบูรณ์ของฟองสบู่เดียวและการทดลองพิสูจน์แล้ว ที่รังสี cavitation และรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในเวลาปิดฟองพวกเขายังศึกษา cavitation

อิมัลชันและผลกระทบทางกล ในปี 1980 สหรัฐอเมริกา Gaitan และ Crum โดยใช้เทคโนโลยีการลอยตัวแบบอะคูสติกจะเป็นฟองเดี่ยว "ขัง" ในภาชนะที่ยืนคลื่นเขตท้องท้องที่สถานที่ด้วยสนาม ultrasonic ล้ำวงจรกระบวนการซิงโครของ cavitation และวัด ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์ในอุตสาหกรรมเกษตรกรรมการแพทย์และสาขาอื่น ๆ และยังเป็นเงื่อนไขสำหรับการวัดโพรงอากาศล้ำเสียง

การวัดความเข้มของ cavitation

ตามรายงานในปัจจุบันความรุนแรงของ cavitation ล้ำไม่ได้เป็นวิธีการวัดที่แน่นอน แต่การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์ในผลที่เกิดขึ้นจริงในบางวิธีมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความรุนแรงของ cavitation เพื่อหาวิธีการวัด cavitation ความแข็งแรงมีความสำคัญอย่างมากในการประยุกต์ใช้งานจริง และความเข้มข้นของฟองอากาศแบบ cavitation และ cavitation ไม่เพียง แต่จะปิดลงเมื่อความดันจากขนาดจำนวนฟองฟองอากาศในหน่วยปริมาตรยังสัมพันธ์กับฟองอากาศแบบฟองอากาศแบบต่างๆดังนั้นจึงสามารถวัดความเข้มสัมพัทธ์ได้เท่านั้น ปัจจุบันมีการศึกษาส่วนใหญ่จากมุมมองของการทำความสะอาดอัลตราโซนิกเพื่อที่จะวัดผลกระทบโดยตรงของการทำความสะอาดอัลตราโซนิกและวิธีการดังต่อไปนี้:

วิธีการกัดกร่อน: จะมีความหนาประมาณ 20 อลูมิเนียมฟอยล์ดีบุกหรือนำในเขตข้อมูลเสียงในระยะทางบาง cavitation การกัดกร่อนในช่วงเวลาหนึ่งตามการกัดกร่อนน้ำหนักของตัวอย่างเพื่อวัด cavitation ญาติ ความเข้มวิธีการนี้เรียกว่าวิธีการกัดกร่อนแบบหลอก (pseudo corrosion method) วิธีนี้สามารถวัดความเข้มของการเกิด cavitation ของสัมพัทธ์จากพื้นผิวของเหลวไปยังความลึกต่างๆได้ วิธีการวัดคือการขอให้ผิวโลหะตัวอย่างเสร็จสิ้นสอดคล้องกันดำเนินการวัดหลายเพื่อหาค่าเฉลี่ย

วิธีทางเคมี: เมื่อโซเดียมไอโอไดด์ถูกวางไว้ในคาร์บอนเทอร์คลอไรด์ความเข้มของการเกิดโพรงอากาศสัมพันธ์จะวัดได้จากปริมาณไอโอดีนที่ปล่อยออกมาภายใต้ cavitation อะคูสติก วิธีนี้เรียกว่าวิธีทางเคมี วิธีนี้คือการใช้เครื่องวัดสเปกโตรโฟโตมิเตอร์หรือสารกัมมันตภาพรังสีเพื่อกำหนดปริมาณไอโอดีนที่ปล่อยออกมา เนื่องจากในความเข้มของคลื่นอัลตราโซนิคที่ 5-30 W / cm2 ปริมาณไอโอดีนที่ปล่อยออกมาเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มความเข้มของเสียงหลังจากการรักษา 1 นาทีความเข้มของ cavitation วัดได้จากขนาดของปริมาณที่ปล่อยออกมา

วิธีการไล่: ทำความสะอาดด้วยสิ่งประดิษฐ์การปนเปื้อนกัมมันตภาพรังสีเป็นตัวอย่างใช้หลังจากทำความสะอาดอัลตราโซนิกปริมาณวัดปริมาณของสิ่งสกปรกออกเพื่อวัดผลกระทบของการทำความสะอาดอัลตราโซนิกหรือความรุนแรง cavitation ญาติวิธีนี้เรียกว่าเพื่อขจัดสิ่งสกปรก ในการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติแล้วยังมีวิธีการวัดเสียงรบกวนของ cavitation ซึ่งไม่ได้อธิบายไว้ที่นี่

ผลกระทบและการประยุกต์ใช้ cavitation ล้ำเสียง

เนื่องจากการสั่นสะเทือนแบบไม่เชิงเส้นของฟองสบู่ที่เกิดจากการเกิดฟองอากาศแบบอะคูสติกและความกดดันในการระเบิดเมื่อมีการระเบิดคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีจำนวนมากสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อเกิดโพรงอากาศ ผลกระทบเหล่านี้มีผลเสีย แต่พวกเขายังมีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีด้านวิศวกรรม ตัวอย่างเช่นพื้นผิวใบพัดใบพัดหมุนเร็วที่ใช้โดยเรือมักโดนกระแสน้ำแรงดันและ "corrodes" เป็นเครื่องหมายบางส่วน เมื่อ cavitation เป็นเรื่องร้ายแรงการมีฟองอากาศจำนวนมากจะมีผลต่อแรงผลักดันของใบพัด ในอุตสาหกรรมโยธา cavitation "การกัดกร่อน" อาจทำให้ท่อและอุปกรณ์เสียหายได้ อย่างไรก็ตามการใช้คลื่นกระแทกของโพรงอากาศหรืออุณหภูมิสูงของฟองอากาศที่ปิดอยู่ในท้องถิ่นอาจเป็นประโยชน์ในอุตสาหกรรมนี้ ตัวอย่างเช่นการทำความสะอาดอัลตราโซนิกหมายถึงการก่อสร้างที่ซับซ้อนของช่องผิดปกติด้วยคลื่นเสียงและการทำความสะอาดชิ้นส่วนเครื่องจักรและชิ้นส่วนไมโครคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในผงซักฟอกด้วย cavitation ล้ำเสียง การขจัดตะกรันและการขจัดตะกรันด้วยอัลตราโซนิคสามารถทำได้ในหม้อไอน้ำ กระบวนการทำอิมัลชันของการผลิตยาก็สามารถเกิดขึ้นได้ด้วย cavitation สามารถจัดเตรียมสารละลายผสมเช่นน้ำมันและน้ำได้ในอุตสาหกรรม การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิค (การทำลายชั้นออกไซด์ของพื้นผิวโลหะและอำนวยความสะดวกในการเชื่อมโลหะ) cavitation ล้ำเสียงใช้ในการส่งเสริมปฏิกิริยาเคมีบางอย่าง ทำลายผนังที่ดีของพืชส่งเสริมการสลายตัวของสารเคมีเข้าไปในตัวทำละลายและปรับปรุงอัตราส่วนผสมทางเคมี [2]

หลักการของการทำความสะอาดอัลตราโซนิกคือความถี่สูงที่เกิดจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การสั่นสะเทือนเชิงกลด้วยความถี่สูงจะถูกแปลงเป็นความถี่สูงโดยตัวแปลงสัญญาณซึ่งจะถูกส่งไปยังของเหลวที่ทำความสะอาดและชิ้นงานจะได้รับการทำความสะอาดอย่างมีประสิทธิภาพ กลไกการทำงานของมันคือการใช้ผล cavitation เพื่อขายสองครั้งหรือมากกว่าสิบเพื่อปรับปรุงผลการทำความสะอาด เมื่อของเหลวถูกใส่ลงไปในเครื่องทำความสะอาดและคลื่นอัลตราโซนิกถูกนำมาใช้คลื่นอัลตราโซนิกในน้ำยาทำความสะอาดเป็นคลื่นความถี่สูงที่มีเฟสหนาแน่นและมีการส่งผ่านรังสีซึ่งทำให้ของเหลวสั่นไปมาด้วยความเร็วสูง ในพื้นที่ความดันลบของการสั่นสะเทือนเนื่องจากของเหลวโดยรอบเพื่อเสริมการก่อตัวสูญญากาศฟองเล็ก ๆ นับไม่ถ้วนและในพื้นที่ความดันบวกฟองอากาศเล็ก ๆ ก็ปิดอย่างกระทันหันภายใต้ความกดดันในกระบวนการของการปิดเนื่องจากการชนกันระหว่างของเหลวมีแรงกระแทกที่มีประสิทธิภาพ คลื่นก่อตัวขึ้นหลายพันบรรยากาศของความดันสูงทันทีผลต่อการทำความสะอาดชิ้นงาน จาระบีและสิ่งสกปรกที่ถูกดูดซับบนชิ้นงานจะถูกแยกออกจากชิ้นงานอย่างรวดเร็วภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่ต่อเนื่องอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้บรรลุเป้าหมายในการทำความสะอาด สองพารามิเตอร์หลักของคลื่นอัลตราโซนิก: ความถี่: F> 20KHz; ความหนาแน่นของพลังงาน: p = กำลังส่งสัญญาณ (W) / พื้นที่ส่งสัญญาณ (ซม. 2); โดยปกติความเข้มข้น 0.3 w / cm2; ในของเหลวสำหรับการแพร่กระจายของการทำความสะอาดอัลตราโซนิกของสิ่งสกปรกบนพื้นผิวของวัตถุและหลักการของมันสามารถใช้เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ของ cavitation ที่การสั่นสะเทือนการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิคในความดันเสียงของเหลวถึงความดันบรรยากาศความหนาแน่นของพลังงานเป็น 0.35 วัตต์ / cm2 แล้วคลื่นเสียงอัลตราโซนิคสามารถบรรลุสูญญากาศหรือความดันเชิงลบความดันสูงสุด แต่ในความเป็นจริงไม่มีความดันเป็นลบดังนั้นการผลิตจำนวนมากของความดันในของเหลวนิวเคลียร์โมเลกุลของเหลวริปลงในชั้นว่างเปล่า โพรงมีความใกล้เคียงกับสุญญากาศและมีรอยแตกเมื่อความดันอัลตราโซนิกสูงถึงระดับสูงสุดเมื่อความดันอัลตราโซนิกถูกย้อนกลับ ปรากฏการณ์ของคลื่นกระแทกที่เกิดจากการแตกร้าวของฟองอากาศแบบ cavitation ขนาดเล็กจำนวนมากเรียกว่า cavitation เสียงเล็กเกินไปไม่สามารถสร้าง cavitation เครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกประกอบด้วยสามส่วนหลัก: (1) โหลดของน้ำยาทำความสะอาดทำความสะอาดสแตนเลสทรงกระบอก (2) (3) อัลตราโซนิกเครื่องทำความสะอาดเครื่องอัลตราโซนิกทำความสะอาดอัลตราโซนิกด้วยความสะอาดสูงเครื่องข้อดีของเสียงต่ำและชีวิตที่ยาวนานของ อุปกรณ์. และอาจเป็นรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนเช่นหลุมตาบอดหลุมขนาดเล็กรูลึก ฯลฯ ด้วยวิธีการทำความสะอาดอื่น ๆ ที่ยากต่อการทำความสะอาดชิ้นส่วนเพื่อการทำความสะอาดที่มีประสิทธิภาพ อันเป็นผลมาจากประสิทธิภาพที่ไม่เหมือนใครข้างต้นผู้คนจำนวนมากจึงรู้จักและยอมรับ ประการที่สองลักษณะของอุปกรณ์เมื่อเครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกที่เต็มไปด้วยน้ำหลังจากเปิดวงจรไฟสลับกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) จาก 50 Hz เป็นความถี่อัลตราโซนิกสลับปัจจุบันก่อให้เกิดการสั่นการก่อตัวของการสั่นประกอบด้วย ตัวเหนี่ยวนำและทรานซิสเตอร์ตัวเก็บประจุวงจรและสัญญาณการสั่นสะเทือนผ่านการตอบรับคงที่เพื่อดำเนินการต่อ ทรานซิสเตอร์ขยายและส่งไปยังวงจรเรโซแนนซ์แบบเรโซแนนซ์ ความถี่เรโซแนนซ์นี้ได้รับการปรับอย่างแม่นยำตามความถี่เรโซแนนซ์ของเครื่องแปลงสัญญาณก่อนที่เครื่องจะออกจากโรงงานเพื่อให้ได้ผลดีที่สุดกับตัวแปลงสัญญาณ ตัวแปลงสัญญาณผ่านสตั๊ดและกาวยึดติดแน่นบนสแตนเลสด้านล่างถังทำความสะอาดตัวแปลงสัญญาณพลังงานเชิงกลล้ำเสียงผ่านทางด้านล่างของช่องทางเพื่อส่งผ่านไปยังของเหลวในถังแล้วนำไปใช้กับของเหลวของสิ่งประดิษฐ์ที่จะทำความสะอาดเพื่อเป็น เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับการทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิก ทรานซิสเตอร์พลังงานสูงทำงานที่ความอิ่มตัวของสวิทซ์ดังนั้นรูปคลื่นสัญญาณออกเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส เมื่อคลื่นสแควร์เข้าสู่วงจรเรโซแนนซ์และถูกกรองด้วยตัวเหนี่ยวนำและความจุจะกลายเป็นคลื่นซายน์ ดังนั้นรูปคลื่นปัจจุบันที่ทำหน้าที่เป็นตัวแปลงสัญญาณจึงกลายเป็นคลื่นไซน์ มีสองชนิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าล้ำเสียงของเครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกหนึ่งเป็นวงจรด้วยตนเองตื่นเต้นอื่น ๆ ที่เป็นวงจรตื่นเต้นแยกต่างหาก วงจรด้วยตนเองตื่นเต้นเป็นเรื่องง่ายและประหยัด วงจรความตื่นเต้นอื่น ๆ มีพลังงานสูงพร้อมด้วยการติดตามความถี่และการ จำกัด กระแสความร้อนและการป้องกันอื่น ๆ วงจรทั้งสองนี้เหมาะสำหรับองค์กรในระดับต่างๆและลูกค้ามากขึ้น 1. เชื่อมต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเข้ากับสายเคเบิลในช่องทำความสะอาด 2. ฉีดสารทำความสะอาดที่เลือกลงในถัง 3. เชื่อมต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ AC 220 โวลต์หรือบวก 10% 4. เปิดสวิตช์ไฟเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและไฟแสดงสถานะเพาเวอร์สวิตช์ (ที่จุดนี้ของเหลวในถังเริ่มสั่นสะเทือนและเกิดโพรงอากาศ) 1. ในการยืดอายุการใช้งานขอแนะนำให้วางอุปกรณ์ในบริเวณที่มีการระบายอากาศและแห้งและควรวางรูพัดลมไว้ที่ด้านหลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นประจำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีช่องระบายอากาศทุกด้านเพื่อให้อากาศไหลเวียนไม่ติดขัด (1) ถังทำความสะอาดจะต้องใส่ลงในของเหลวในการบูตระดับน้ำต่ำสุด> 100 มม. (ล่าง) ของประเภทร่วมสั่นสะเทือนและแนวนอน, ตัวแปลงสัญญาณด้านข้างสำหรับรางทำความสะอาดถังตาม 100 มม. ในเครื่องปรับอากาศเปิดโอกาสให้เครื่องเสียหาย (2) เมื่ออุณหภูมิของถังทำความสะอาดเป็นอุณหภูมิปกติอย่าฉีดของเหลวที่อุณหภูมิสูงเข้าไปในกระบอกสูบโดยตรงเพื่อหลีกเลี่ยงการคลายตัวแปลงสัญญาณและส่งผลต่อการใช้งานเครื่องโดยปกติ (3) เมื่อแก้ปัญหาการทำความสะอาดต้องมีการเปลี่ยนเนื่องจากมลพิษไม่ใช่ของเหลวที่เกิดจากการแช่แข็งโดยตรงในอุณหภูมิสูงภายในถังก็ยังสามารถนำไปสู่ตัวแปลงควรปิดสวิตช์เครื่องทำความร้อนในเวลาเดียวกันเพื่อหลีกเลี่ยง เครื่องทำความร้อนเสียหายโดยสล็อตโดยไม่มีของเหลว (4) ตรวจสอบตัวแปลงสัญญาณเป็นประจำเพื่อหลีกเลี่ยงความชื้นและแรงกระแทกเพื่อหลีกเลี่ยงความสูญเสียที่ไม่จำเป็น 3. หลังจากใช้แล้วควรปิดไฟหลัก 4. อย่ารีสตาร์ทเครื่องทันทีหลังจากปิดเครื่องระยะเวลากวาดล้างต้องมากกว่าหนึ่งนาที