Ultraäänen ominaisuudet

Ultraääniaaltojen leviämislait väliaineessa, kuten heijastus, taitto, diffraktio ja sironta, eivät eroa olennaisesti (kuultavien) ääniaaltojen laeista. Mutta ultraäänen aallonpituus on hyvin lyhyt, vain muutama senttimetri tai jopa muutama tuhat tuhanneses millimetri. Verrattuna (kuultavissa) ääniaaltoihin ultraäänellä on monia eksoottisia ominaisuuksia:

1. Ultraääniaallon aallonpituus on hyvin lyhyt, ja tavallisen esteen koko on monta kertaa suurempi kuin ultraääniaallon aallonpituus, joten ultraääniaallon diffraktiokyky on erittäin huono, mutta se voi levitä suuntaviivaan homogeenisessa väliaineessa. ominaisuudet ovat selvempiä. Siksi, kun ultraääniaalto leviää, suunta on vahva, ja energia on helppo keskittyä.

2. Ultraääni voi levitä eri medioissa ja voi kulkea riittävän kaukana.

3. Ultraäänen ja äänensiirtovälineen välinen vuorovaikutus on kohtalainen, ja on helppo kuljettaa tietoa äänensiirtovälineen tilasta (diagnoosi tai vaikutus äänensiirtovälineeseen). Ultraääni on aallon muoto, jota voidaan käyttää kantaja- tai väliaineena havaitsemis- ja kuormitustietoihin (kuten diagnoosiin käytettävä B-ultraääni); ultraääni on myös energian muoto, kun sen intensiteetti ylittää tietyn arvon, se voi kulkea ja väliaine, jonka kautta ultraääniaalto lähetetään, on vuorovaikutuksessa, vaikuttaa, muuttaa ja tuhoaa jälkimmäisen tilan, ominaisuudet ja rakenteen (käytetään hoitoon).

Ultraääniaalto on vuorovaikutuksessa väliaineen kanssa etenemisprosessin aikana, ja vaiheen ja amplitudin muutos, joka voi muuttaa väliaineen tilaa, koostumusta, rakennetta, toimintaa ja ominaisuuksia. Tämäntyyppistä muutosta kutsutaan ultraäänivaikutukseksi. Ultraäänen ja väliaineen välinen vuorovaikutus voidaan jakaa lämpömekanismiin, mekaaniseen mekanismiin ja kavitaatiomekanismiin.

(1) Lämpömekanismi: Kun ultraääniaalto leviää väliaineessa, väliaine imee jatkuvasti sen värähtelyenergian ja muuttuu lämmöksi, mikä lisää väliaineen lämpötilaa. Tätä väliaineen lämpötilan nousun vaikutusta kutsutaan ultraäänen lämpömekanismiksi. (2) Mekaaninen mekanismi: Kun taajuus on alhainen, absorptiokerroin on pieni ja ultraäänitoiminta-aika on hyvin lyhyt, ultraäänivaikutukseen ei liity ilmeistä lämpövaikutusta. Tällä hetkellä ultraäänivaikutus voidaan liittää mekaaniseen mekanismiin, eli ultraäänivaikutus on peräisin äänikenttää kuvaavan mekaanisen määrän vaikutuksesta. Ultraääni on myös mekaanisen energian siirron muoto, ja parametrit, kuten alkuperän siirtyminen, tärinänopeus, kiihtyvyys ja äänenpaine vaihteluprosessissa, voivat ilmaista ultraäänivaikutuksen.

(3) Kavitaatiomekanismi: Yksi ultraäänisykemiallisten vaikutusten tärkeimmistä mekanismeista on akustinen kavitaatio (mukaan lukien kuplien muodostuminen, kasvu ja romahtaminen jne.). Ilmiö sisältää kaksi näkökohtaa, eli vahva ultraääni tuottaa kuplia nesteessä ja kuplien erityistä liikettä voimakkaan ultraäänen vaikutuksesta.

Ultraääni on korkeataajuinen mekaaninen aalto, jolla on tiivistetyn energian ja voimakkaan tunkeutuvan tehon ominaisuudet. Ultraääni koostuu sarjasta tiheitä ja tiheitä pitkittäisaaltoja ja leviää nestemäisen väliaineen läpi. Kun akustinen energia on riittävän korkea, nestefaasin molekyylien vetovoima rikkoutuu löysän puolisyklin aikana muodostaen kavitaatioytimen. Kavitaatioytimen käyttöikä on noin 0,1μs, se voi tuottaa paikallisen korkean lämpötilan ja korkean paineen ympäristön, joka on noin 4000-6000 K ja 100MPa räjähdyshetkellä, ja tuottaa mikrosuihkun, jonka nopeus on noin 110 m / s voimakkaalla iskuvoimalla, tätä ilmiötä kutsutaan ultraäänikavitaatioksi.