Funktioner av ultraljud

Förökningslagarna för ultraljud vågor i mediet såsom reflektion, refraktion, diffraktion, och spridning skiljer sig inte fundamentalt från lagarna för (hörbara) ljudvågor. Men våglängden av ultraljud är mycket kort, bara några centimeter, eller till och med några tusental millimeter. Jämfört med (hörbara) ljudvågor har ultraljud många exotiska egenskaper:

1. Våglängden av ultraljudsvågen är mycket kort, och storleken på det vanliga hindret är många gånger större än våglängden för ultraljudsvågen, så ultraljudsvågens diffraktionsförmåga är mycket dålig, men den kan sprida sig i en riktad rak linje i ett homogent medium. egenskaper är mer uttalade. Därför, när ultraljudsvågen sprider sig, är riktningsriktningen stark och energin är lätt att koncentrera sig.

2. Ultraljud kan sprida sig i en mängd olika medier och kan resa tillräckligt långt avstånd.

3. Interaktionen mellan ultraljud och ljudöverföringsmediet är måttlig, och det är lätt att bära information om ljudöverföringsmediets tillstånd (diagnos eller effekt på ljudöverföringsmediet). Ultraljud är en form av våg, som kan användas som bärare eller medium för detektion och belastningsinformation (såsom B-ultraljud som används för diagnos); ultraljud är också en form av energi, när dess intensitet överstiger ett visst värde kan det passera och Mediet genom vilket ultraljudsvågen överförs interagerar, påverkar, förändrar och förstör tillståndet, egenskaperna och strukturen hos den senare (används för terapi).

Ultraljudsvågen interagerar med mediet under förökningsprocessen, och fasen och amplitudförändringen, vilket kan ändra tillståndet, kompositionen, strukturen, funktionen och egenskaperna hos mediet. Denna typ av förändring kallas ultraljudseffekten. Interaktionen mellan ultraljud och medium kan delas in i termisk mekanism, mekanisk mekanism och kavitation mekanism.

(1) Termisk mekanism: När ultraljudsvågen sprider sig i mediet absorberas dess vibrationsenergi kontinuerligt av mediet och omvandlas till värme, vilket ökar temperaturen på mediet. Denna effekt av att öka temperaturen på mediet kallas ultraljudets termiska mekanism. (2) Mekanisk mekanism: När frekvensen är låg är absorptionskoefficienten liten, och ultraljudshandlingstiden är mycket kort, ultraljudseffekten åtföljs inte av uppenbar termisk effekt. Vid denna tidpunkt kan ultraljudseffekten hänföras till den mekaniska mekanismen, det vill säga ultraljudseffekten härrör från bidraget från den mekaniska kvantiteten som kännetecknar ljudfältet. Ultraljud är också en form av överföring av mekanisk energi, och parametrar som ursprungsförskjutning, vibrationshastighet, acceleration och ljudtryck i fluktuationsprocessen kan uttrycka ultraljudseffekten.

(3) Kavitationsmekanism: En av de viktigaste mekanismerna för ultraljud sonochemical effekter är akustisk kavitation (inklusive bildandet, tillväxten och kollapsen av bubblor, etc.). Fenomenet innehåller två aspekter, det vill säga det starka ultraljudet producerar bubblor i vätskan och bubblornas speciella rörelse under verkan av starkt ultraljud.

Ultraljud är en högfrekvent mekanisk våg med egenskaperna hos koncentrerad energi och stark penetrerande kraft. Ultraljud består av en serie täta och täta längsgående vågor och sprider sig runt genom det flytande mediet. När den akustiska energin är tillräckligt hög bryts attraktionen mellan molekyler i vätskefasen under den lösa halvcykeln och bildar en kavitationskärna. Livslängden för kavitationskärnan är ca 0,1μs, det kan generera en lokal hög temperatur och högtrycksmiljö på ca 4000-6000 K och 100MPa vid explosionsögonblicket och generera en mikrojet med en hastighet av ca 110m / s med en stark slagkraft, detta fenomen kallas ultraljud kavitation.