Ultrasone generatie

Het"super" Het karakter van ultrageluid komt voort uit het feit dat de ondergrens van de frequentieband het menselijk gehoor overschrijdt, maar als je het analyseert in termen van golflengte, is de golflengte van ultrageluid eigenlijk korter. Wetenschappers noemen de afstand tussen twee aangrenzende pieken of dalen van een golf als golflengte. De golflengte van mechanische golven die onze menselijke oren kunnen horen is 2cm~20m (2cm~20m). Daarom noemen we mechanische golven met een golflengte korter dan 2 cm als"echografie." In praktische toepassingen kunnen mechanische golven met een golflengte van minder dan 3,4 cm (boven 10000 Hz) echter worden beschouwd als ultrasoon onderzoek. De golflengte van ultrageluid die gewoonlijk voor medische diagnose wordt gebruikt, is 10 m ~ 350 m.

Echografie is een soort mechanische golf. Het moet vertrouwen op het medium om zich voort te planten en kan niet in vacuüm (zoals de ruimte) bestaan. Daarom kunnen we geen gebruik maken van ultrageluid in vacuüm, maar we kunnen nog steeds elektromagnetische golfgerelateerde apparatuur gebruiken (inclusief radiogolven, microgolven en infrarode stralen). , Zichtbaar licht, ultraviolette stralen, röntgenstralen, gammastralen, enz.), met behulp van elektromagnetische golftechnologie.

In de lucht verwijzen ultrasone golven naar mechanische golven met een golflengte van minder dan 2 cm (bijvoorbeeld 1,7 cm, 2 cm golflengte komt overeen met 17000 Hz, 1,7 cm golflengte komt overeen met 20000 Hz, in feite is er geen vaste norm, slechts een waarde die gemakkelijk te onthouden is), en de golflengte ervan is erg kort. Lager dan de algemene ondergrens van het menselijk gehoor (2 cm), noemen mensen dit onhoorbare mechanische golf-echografie, en de golflengte van infrageluidsgolven is over het algemeen langer dan 20 meter (bijvoorbeeld 17 meter, 20 m golflengte komt overeen met 17 Hz, 17 m golflengte komt overeen met 20Hz), hoger dan de bovengrens van de gehoorgolflengte. In praktische toepassingen vallen ultrasone golven vaak samen met het bereik van kortegolf hoorbare geluidsgolven en kunnen mechanische golven met een golflengte korter dan 3,4 cm (10000 hz) worden beschouwd als ultrasoon onderzoek.

De golflengte is veel korter dan gewone geluidsgolven, dus het kan worden gebruikt voor snijden, lassen, boren, enz. Vanwege zijn korte golflengte heeft het veel kenmerken: ten eerste de voortplantingsanisotropie veroorzaakt door de korte golflengte, en ook vanwege zijn korte golflengte en slecht diffractievermogen. Hoewel het een goede anisotropie heeft, heeft het een groot verlies in de lucht en kan het niet worden overgedragen. Ver, slechte penetratie, gemakkelijk te verspreiden. Echografie wordt veel gebruikt in de industrie en de geneeskunde voor ultrasone detectie. Echografie, infrageluid en hoorbaar geluid zijn in wezen hetzelfde. Wat ze gemeen hebben, is een mechanische golf, die zich meestal voortplant in elastische media in de vorm van longitudinale golven. Het is een vorm van energievoortplanting. Het verschil is ultrasone golven. Lang en kort, het kan over een bepaalde afstand langs een rechte lijn reizen met weinig diffractie en heeft een goede anisotropie. In vergelijking met hoorbaar geluid en infrageluid heeft het echter een slecht doordringend vermogen en is het gemakkelijk te verstrooien.

De voortplantingswetten van reflectie, breking, diffractie en verstrooiing van ultrasone golven in het medium verschillen niet wezenlijk van de wetten van infrageluid en hoorbare geluidsgolven. Maar de golflengte van ultrageluid is erg kort, slechts enkele centimeters, zelfs enkele duizendsten van een millimeter. Vergeleken met andere golven hebben ultrasone golven veel kenmerken: voortplantingskenmerken - de golflengte van ultrasone golven is erg kort en de grootte van gewone obstakels is vele malen groter dan de golflengte van ultrasone golven. Daarom hebben ultrasone golven een slechte penetratie, slechte diffractiemogelijkheden en gemakkelijke verstrooiing. . Het kan zich in een rechte lijn voortplanten in een homogeen medium, maar is moeilijk te buigen. Hoe korter de golflengte van de ultrasone golf, hoe duidelijker het kenmerk. Bovendien is volgens de Rayleigh-verstrooiingswet de intensiteit van de verstrooide golf omgekeerd evenredig met de vierde macht van de golflengte, en is de golflengte van de ultrasone golf extreem kort. Dus de verstrooiing is zeer ernstig en het doordringend vermogen is niet goed. Cavitatie ─ ─ Wanneer de ultrasone golf zich in het medium voortplant, is er een positieve en negatieve wisselperiode. In de positieve fase knijpt de ultrasone golf de mediummoleculen samen om de oorspronkelijke dichtheid van het medium te veranderen en te vergroten; in de onderdrukfase Wanneer de mediummoleculen schaars zijn en verder verspreid zijn, neemt de dichtheid van het medium af. Wanneer een voldoende sterke ultrasone golf op het vloeibare medium wordt toegepast, zal de gemiddelde afstand tussen de mediummoleculen groter zijn dan de kritische moleculaire afstand die het vloeibare medium constant houdt. Er treedt een breuk op en er worden microbellen gevormd. Deze kleine holtes zetten uit en sluiten snel, waardoor hevige botsingen tussen de vloeistofdeeltjes ontstaan, resulterend in drukken van duizenden tot tienduizenden atmosfeer. Deze hevige interactie tussen de deeltjes heeft een goed roerend effect, zodat de twee niet-mengbare vloeistoffen (zoals water en olie) emulgeren en het oplossen van de opgeloste stof versnellen. De verschillende effecten die worden veroorzaakt door de werking van ultrasone golven in de vloeistof worden ultrasone cavitatie genoemd.