Kakvom silom ultrazvučne vibracije djeluju na objekt?

Vibracija objekta može izazvati fluktuacije. Mehanički val s frekvencijom između 16 Hz i 20 kHz može uzrokovati ljudski sluh. Mehanički val u ovom pojasu naziva se zvučni val. Ultrazvučne frekvencije ispod 20 kHz nazivaju se infrazvučnim valovima, a ravne frekvencije iznad 20 kHz nazivaju se ultrazvučnim valovima. Uobičajeno ultrazvučni za mjerenje udaljenosti pretvornik između desetaka kHz i desetaka mHz ultrazvučni valovi, poput dobro poznatih valova, mogu putovati u tekućinama, krutim tvarima, plinovima i raspadati se tijekom širenja. Ultrazvučni valovi imaju opća svojstva zvučnih valova. Kada se šire u različitim medijima, pucat će i odbijati se na sučelju. Kada se dva stupca ultrazvučnih valova susretnu, doći će do interferencije. Ultrazvučni valovi su mehaničke oscilacije u elastičnim medijima. U usporedbi sa zvučnim valovima, frekvencija ultrazvučnih valova je mnogo veća, tako da je valna duljina ultrazvučnih valova kraća, sposobnost linearnog širenja je jača od zvučnih valova, a usmjerenost je dobra i zraka je koncentrirana. Značajke. Ultrazvučni valovi općenito se mogu podijeliti na transverzalne oscilacijske valove i longitudinalne oscilacijske valove. Pri čemu je uzdužni ultrazvuk češći u praktičnim primjenama. Kada se ultrazvučni val širi u krutom i tekućem stanju, stopa raspadanja je mala, udaljenost širenja je velika i može se koristiti ultrazvučni val više frekvencije. Kada se ultrazvučni val širi u zraku, frekvencija opada brže, pa se općenito koristi ultrazvučni val niže frekvencije. Različiti tipovi i različite frekvencije ultrazvučnih senzora i generatora, zajedno sa sklopovima koji ostvaruju različite funkcije, mogu razviti različite vrste ultrazvučne opreme za primjenu i naširoko se koriste u medicini, komunikaciji, industriji, nacionalnoj obrani i drugim aspektima.

Kada se ultrazvučni valovi šire u mediju, javljaju se različiti učinci s medijem za širenje, koji uzrokuju odgovarajuće mehaničke, fizičke, elektromagnetske i kemijske promjene u mediju kako bi proizveli mehaničke, elektromagnetske, toplinske i kemijske učinke:

(1) Mehanički učinak: mehanička vibracija Ultrazvučni senzor udaljenosti koji generira ultrazvučni val uzrokovat će raspršivanje krutog medija, emulgiranje tekućeg medija i pretvaranje gela u tekućinu. Tekući medij stvara fenomen stojnog vala pod djelovanjem ultrazvučnih valova, uzrokujući nakupljanje sitnih lebdećih čestica u tekućini na čvorovima pod djelovanjem mehaničke sile, što se pojavljuje kao periodično nakupljanje čestica u prostoru. Magnetostriktivni materijali proizvode mehaničku kompresiju pod mehaničkim vibracijama ultrazvučnih valova, što uzrokuje magnetizaciju. Piezoelektrični materijali stvaraju mehaničku kompresiju pod mehaničkim vibracijama ultrazvučnih valova, što uzrokuje inducirane naboje.

(2) Učinak kavitacije: Kada se ultrazvučni val širi u tekućini, sićušne čestice u tekućini stvaraju intenzivno kretanje pod djelovanjem ultrazvučnih valova, stvarajući tako mnogo sitnih mjehurića. Ovi mali mjehurići trenutno se šire i pucaju djelovanjem ultrazvučnih valova, uzrokujući da te sićušne čestice generiraju vrlo brze sudare i stvaraju ekstremno visoke tlakove. Snažan sraz i trenje između takvih čestica, dviju tekućina koje se ne miješaju tako da nastaje emulgiranje, tako da se temperatura tekućine također dramatično povećava, čime se ubrzava otapanje otopljene tvari, kemijska reakcija povećava brzinu tekućine. Učinak te tekućine pod djelovanjem ultrazvuka naziva se efekt kavitacije.

(3) Toplinski učinak: Kada krug ultrazvučnog senzora širi u mediju, uzrokovat će vibracije čestica i trenje čestica. Dio ultrazvučne energije čestice apsorbiraju u toplinsku energiju, a temperatura medija će rasti u skladu s tim. Dok visokofrekventna ultrazvučna energija ima vrlo veliki učinak pri udaru, medij koji apsorbira energiju ima značajne toplinske učinke.

(4) Kemijski učinak: Kavitacija ultrazvučnog vala također uzrokuje nagli porast temperature tekućine, čime se ubrzava otapanje otopljene tvari i ubrzava brzina kemijske reakcije tekućine. Ultrazvučni također može biti veliki broj kemijske polimerizacije, razgradnje i hidrolize i značajno katalitičko ubrzanje. Ultrazvučni učinak također može imati značajan utjecaj na određene elektrokemijske i fotokemijske procese.