超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性──超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,这一特性就越***。功率特性──当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,起到了很好的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,并且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。超声波处理在材料科学、生物医学、环境保护等领域具有广泛的应用前景。通用超声波处理调试
工业上,利用强超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工。平时我们用锤子和钢钎可以一下一下地将坚硬的岩石打出洞来,超声加工也是这个道理。如图1所示,紧压在工件上的金属杆叫变幅杆,当绕在它上面的线圈中通过交变电流时,它便产生超声振动而不断地敲击工件。变幅杆下端与工件之间放有金刚砂一类的**度磨料。在杆的冲击下,磨料的颗粒就像被锤子敲击的钢钎一样錾削着工件。虽然变幅杆的伸缩量很小(只有几十微米),每次的加工量很小,但由于超声源的频率很高,每秒钟振动在20000次以上,所以工件被“蚕食”的速度是很快的。变幅杆底端的形状是什么样,加工出的工件形状也是什么样。所以,利用超声可以加工出形状复杂的零件,而且加工的精度和光洁度也都很高。通用超声波处理调试超声波在能源领域中可用于油井采油、天然气开采等过程。
超声波清洗设备中的超声波局部分为两大部件;一个是超声波换能器{或称超声波振头)另一个是超声波发生器,超声波换能器是将超声波发生器提供的电信号转换为机械振动.这篇文章只讨论超声波发生器,不对超声波换能器作讨论.超声波发生器(以下简称发生器)实质是一个功率信号发生器,发生一定频率的正弦(或类似正弦)信号,超声波发生器的发展与电力电子器件发展密切相关,一般可分为电子管、模拟式晶体管.开关式晶体管这几个阶段,下面分别叙述。
超声的机械效应可促发若干变化。实践证明一些物理效应往往是上述效应的继发效应。TS-C型***机通过物理效应继发出下列五大作用:
弥散作用:超声波可以提高生物膜的通透性,超声波作用后,细胞膜对钾,钙离子的通透性发生较强的改变。从而增强生物膜弥散过程,促进物质交换,加速代谢,改善组织营养。
触变作用:超声作用下,可使凝胶转化为溶胶状态。对肌肉,肌腱的软化作用,以及对一些与组织缺水有关的病理改变。如类风湿性关节炎病变和关节、肌腱、韧带的退行***变的***。
空化作用:空化形成,或保持稳定的单向空化,或继发膨胀以致崩溃,细胞功能改变,细胞内钙水平增高。成纤维细胞受***,蛋白合成增加,血管通透性增加,血管形成加速,胶原张力增加。
聚合作用与解聚作用:水分子聚合是将多个相同或相似的分子合成一个较大的分子过程。大分子解聚,是将大分子变成小分子的过程。可使关节内增加水解酶和原酶活性增加。
***,修复细胞和分子:超声作用下,可使组织pH值向碱性方面发展。缓解炎症所伴有的局部酸中毒。超声可影响血流量,产生致炎症作用,抑制并起到***作用。
超声波在雨伞制造行业中可用于伞骨的焊接、伞布的制作等过程。
当然,仍然有一些参数还不是很清楚。研究人员提出决定化合物进入气泡的性质不是其蒸汽压而是其疏水性。因此,亲水的化合物如苯酚和氯酚可能会在溶液中或者界面处受到羟基的攻击。其它的一些疏水性化合物如四氯化碳、苯和氯苯可能主要是在气泡中热解。但是,其它的情况也有可能影响降解的位置,也有些情况是一些机理的互相竞争。总之,疏水性化合物和挥发性化合物易于被超声波降解,而不挥发和亲水性化合物超声波是难以降解的。另一种反应的机理是等离子化学。这与超声波发光与光致发光之间的关系和光化学与声化学之间的关系相似。这种等离子的效应是由于对超声波能量的吸收,从而在气泡中形成为等离子体。以上提到的假设可以归结为超临界水的声化学反应。事实上许多的研究人员都发现,在气泡和溶液的界面层存在着超过临界条件的高温高压(647K、22.1MPa),这使得媒介有流体的物理性质。这些条件可通过改变溶质的溶解度和分散度来改善反应。但是,超临界水的界面自由基只有几毫秒的寿命和几毫米的范围。超声波在汽车制造行业中可用于车身焊装、喷漆等过程。通用超声波处理调试
超声波在生物医学工程领域中有广泛的应用,如组织修复、药物输送等。通用超声波处理调试
我们知道正确的波的物理定义是:振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件:一是振动源,二是传播介质。波的分类一般有如下几种:一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时,称为横波。当振动方向与传播方向一致时,称为纵波。二是根据频率分类,我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ,所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波,超过这个范围的波叫超声波。波在物体里传播,主要有以下的参数:一是速度V,二是频率F,三是波长λ。三者之间的关系如下:V=F.λ。波在同一种物质中传播的速度是一定的,所以频率不同,波长也就不同。另外,还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减,传播的距离越远,能量衰减也就越厉害,这在超声波加工中也属于考虑范围。通用超声波处理调试