El principio y la aplicación del ultrasonido.
Las leyes de propagación de reflexión, refracción, difracción y dispersión de ondas ultrasónicas en el medio no son esencialmente diferentes de las leyes de las ondas sonoras audibles. Pero la longitud de onda del ultrasonido es muy corta, solo unos pocos centímetros, incluso unas milésimas de milímetro.
Las leyes de propagación de reflexión, refracción, difracción y dispersión de ondas ultrasónicas en el medio no son esencialmente diferentes de las leyes de las ondas sonoras audibles. Pero la longitud de onda del ultrasonido es muy corta, solo unos pocos centímetros, incluso unas milésimas de milímetro.
La aplicación técnica de la ecografía, en resumen, incluye principalmente dos aspectos:
(1) Tratamiento ultrasónico. El tratamiento ultrasónico utiliza principalmente sus características de potencia y cavitación para modificar o acelerar el cambio de determinadas propiedades físicas, químicas, biológicas o estados de sustancias. El uso de ondas ultrasónicas fuertes para procesamiento, limpieza ultrasónica, soldadura ultrasónica, emulsificación ultrasónica, trituración ultrasónica, desgasificación ultrasónica, tratamiento médico ultrasónico, tratamiento ultrasónico de semillas, etc., ha sido ampliamente utilizado en diversos sectores como la industria, la agricultura, la medicina y salud. En la industria, se utilizan fuertes ondas ultrasónicas para perforar y cortar objetos duros como acero, cerámica, gemas y diamantes. Por lo general, podemos usar martillos y taladros de acero para hacer agujeros en rocas duras uno por uno. El procesamiento ultrasónico también es la razón.
(2) Detección de defectos ultrasónicos, medición de espesores, medición de distancias, diagnóstico médico e imágenes. En la producción industrial, el método de transmisión ultrasónica se utiliza a menudo para la detección no destructiva de productos. La onda ultrasónica emitida por el generador ultrasónico puede penetrar la muestra a analizar y ser recibida por el receptor en el lado opuesto. Si hay un defecto dentro de la muestra, la onda ultrasónica se reflejará en el defecto. En este momento, el receptor del lado opuesto no puede recibir o no puede recibir todas las señales ultrasónicas emitidas por el generador. De esta forma, es posible detectar si existen defectos en la muestra sin dañar la muestra a ensayar. En el diagnóstico médico, el método de eco se usa a menudo: se penetra un ultrasonido débil en el cuerpo humano. Cuando el ultrasonido encuentra la interfaz del órgano, se reflejará y transmitirá. Las ondas ultrasónicas transmitidas a los órganos se reflejarán y volverán a transmitirse cuando encuentren la interfaz. El receptor ultrasónico recibe específicamente las ondas reflejadas cada vez. El personal médico puede comprender el tamaño y la ubicación de los órganos y sus lesiones internas basándose en el intervalo de tiempo y la fuerza de onda de cada onda reflejada recibida. En comparación con las ondas sonoras audibles, las ondas ultrasónicas tienen muchas características extrañas:
1. Cavitación: cuando las ondas ultrasónicas se propagan en el líquido, se crearán pequeñas cavidades en el líquido debido a la violenta vibración de las partículas líquidas. Estas pequeñas cavidades se expanden y cierran rápidamente, provocando violentas colisiones entre las partículas líquidas, lo que resulta en presiones de miles a decenas de miles de atmósferas. Esta violenta interacción entre las partículas hará que la temperatura del líquido aumente repentinamente y tenga un buen efecto de agitación, de modo que los dos líquidos inmiscibles (como el agua y el aceite) se emulsionen y aceleren la disolución de los solutos. reacción química. Los diversos efectos provocados por la acción de las ondas ultrasónicas en el líquido se denominan cavitación ultrasónica.
2. Características de potencia: cuando el sonido se propaga en el aire, empuja las partículas en el aire para que vibren hacia adelante y hacia atrás y trabajen en las partículas. La potencia de la onda de sonido es una cantidad física que expresa la velocidad del trabajo de la onda de sonido &. Bajo la misma intensidad, cuanto mayor es la frecuencia de la onda sonora, mayor es la potencia que tiene. Debido a la alta frecuencia de las ondas ultrasónicas, la potencia de las ondas ultrasónicas es muy grande en comparación con las ondas sonoras ordinarias.
3. Características de propagación: la longitud de onda de las ondas ultrasónicas es muy corta y el tamaño de los obstáculos ordinarios es muchas veces mayor que la longitud de onda de las ondas ultrasónicas. Por lo tanto, la potencia de difracción de las ondas ultrasónicas es muy pobre. Puede propagarse en línea recta en un medio uniforme. Cuanto más corta sea la longitud de onda de las ondas ultrasónicas, esta característica es más notable.