ارتعاش اولتراسونیک چه نوع نیرویی بر جسم وارد می کند؟

ارتعاش جسم می تواند نوسانات ایجاد کند. موج مکانیکی با فرکانس بین 16 هرتز و 20 کیلوهرتز می تواند باعث شنوایی انسان شود. موج مکانیکی در این باند را موج صوتی می نامند. فرکانس های اولتراسونیک زیر 20 کیلوهرتز را امواج فروصوت و فرکانس های مسطح بالای 20 کیلوهرتز را امواج اولتراسونیک می نامند. مشترک مبدل اندازه‌گیری فاصله مافوق صوت . بین ده‌ها کیلوهرتز و ده‌ها مگاهرتز است امواج اولتراسونیک خواص کلی امواج صوتی را دارند. هنگامی که آنها در رسانه های مختلف منتشر می شوند، آنها شلیک می کنند و در رابط منعکس می شوند. هنگامی که دو ستون امواج اولتراسونیک به هم می رسند، تداخل ایجاد می شود. امواج اولتراسونیک نوسانات مکانیکی در محیط های الاستیک هستند. در مقایسه با امواج صوتی، فرکانس امواج مافوق صوت بسیار بیشتر است، بنابراین طول موج امواج مافوق صوت کوتاه تر، توانایی انتشار خطی قوی تر از امواج صوتی است، و جهت دهی خوب و پرتو متمرکز است. ویژگی ها امواج اولتراسونیک را می توان به طور کلی به امواج نوسان عرضی و امواج نوسان طولی تقسیم کرد. که در آن اولتراسونیک طولی در کاربردهای عملی رایج تر است. هنگامی که موج اولتراسونیک در جامد و مایع منتشر می شود، میزان پوسیدگی کم است، فاصله انتشار بسیار زیاد است و می توان از موج اولتراسونیک با فرکانس بالاتر استفاده کرد. هنگامی که موج اولتراسونیک در هوا منتشر می شود، فرکانس سریعتر از بین می رود، بنابراین به طور کلی از موج اولتراسونیک با فرکانس پایین تر استفاده می شود. انواع مختلف و فرکانس‌های مختلف سنسورها و ژنراتورهای اولتراسونیک، همراه با مدارهایی که عملکردهای متفاوتی را انجام می‌دهند، می‌توانند انواع مختلفی از تجهیزات کاربرد اولتراسونیک را توسعه دهند و به طور گسترده در پزشکی، ارتباطات، صنعتی، دفاع ملی و سایر جنبه‌ها استفاده می‌شوند.

هنگامی که امواج اولتراسونیک در یک محیط منتشر می شود، اثرات مختلفی با محیط انتشار رخ می دهد که باعث ایجاد تغییرات مکانیکی، فیزیکی، الکترومغناطیسی و شیمیایی مربوطه در محیط می شود تا اثرات مکانیکی، الکترومغناطیسی، حرارتی و شیمیایی ایجاد کند:

(1) اثر مکانیکی: ارتعاش مکانیکی سنسور فاصله اولتراسونیک تولید شده توسط موج اولتراسونیک باعث پراکندگی محیط جامد، امولسیون شدن محیط مایع و مایع شدن محیط ژل می شود. محیط سیال یک پدیده موج ایستاده را تحت تأثیر امواج مافوق صوت ایجاد می کند و باعث می شود ذرات معلق ریز در سیال تحت تأثیر نیروی مکانیکی روی گره ها جمع شوند که به صورت تجمع ذرات دوره ای در فضا ظاهر می شود. مواد مغناطیسی فشار مکانیکی تحت ارتعاش مکانیکی امواج اولتراسونیک ایجاد می کنند که باعث مغناطش می شود. مواد پیزوالکتریک تحت ارتعاش مکانیکی امواج اولتراسونیک فشرده سازی مکانیکی ایجاد می کنند که باعث بارهای القایی می شود.

(2) اثر کاویتاسیون: هنگامی که موج اولتراسونیک در مایع منتشر می شود، ذرات ریز در مایع حرکت شدیدی را تحت تأثیر امواج اولتراسونیک ایجاد می کنند و در نتیجه حباب های ریز زیادی تولید می کنند. این حباب‌های کوچک فوراً با اعمال امواج اولتراسونیک منبسط شده و پاره می‌شوند و باعث می‌شوند این ذرات ریز برخوردهایی با سرعت بسیار بالا ایجاد کنند و فشارهای بسیار بالایی ایجاد کنند. برخورد شدید و اصطکاک بین این گونه ذرات، دو مایع غیر قابل امتزاج به گونه ای است که امولسیون سازی ایجاد می شود، به طوری که دمای مایع در عین حال به طور چشمگیری افزایش می یابد، در نتیجه با تسریع در انحلال املاح، واکنش شیمیایی باعث افزایش سرعت مایع می شود. اثر این مایع تحت اثر سونوگرافی را اثر کاویتاسیون می گویند.

(3) اثر حرارتی: وقتی مدار حسگر اولتراسونیک در محیط پخش می شود، باعث ارتعاش ذرات و اصطکاک ذرات می شود. بخشی از انرژی مافوق صوت توسط ذرات به انرژی گرمایی جذب می شود و دمای متوسط ​​نیز بر این اساس افزایش می یابد. در حالی که فرکانس بالا انرژی اولتراسونیک برای حمل اثر بسیار بزرگ بر ضربه، محیط جذب انرژی به اثرات حرارتی قابل توجهی است.

(4) اثر شیمیایی: کاویتاسیون موج اولتراسونیک همچنین باعث افزایش شدید دمای مایع می شود و در نتیجه انحلال املاح را تسریع می کند و سرعت واکنش شیمیایی مایع را تسریع می کند. اولتراسونیک همچنین ممکن است تعداد زیادی پلیمریزاسیون شیمیایی، تجزیه و هیدرولیز و شتاب کاتالیزوری قابل توجه باشد. اثر اولتراسونیک همچنین می تواند تأثیر قابل توجهی بر برخی فرآیندهای الکتروشیمیایی و فتوشیمیایی داشته باشد.