Ultrahangos vizsgálati elv

Rövidebb, mint a közönséges hanghullámok, az ultrahang hullámhossza jó irányt mutat, de az áttetsző anyagon keresztül is ezt a funkciót széles körben használják ultrahangos vizsgálat, vastagság, távolságmérés, távvezérlés és az ultrahangos képalkotás technológiája. Az ultrahangos képalkotás olyan technológia, amely FELHASZNÁLÁSÁRA ultrahangot ad, hogy bemutassa az átlátszatlan tárgyak belső képét. Az átlátszatlan minta középpontba helyezett ultrahangos akusztikus lencse átalakítójától a mintapályákon át hordozott ultrahangos jelátvitel az információ részeként (mint például a visszaverődés, a felszívódás és a hanghullámok szórásának képessége), az akusztikus lencse közeledik a piezoelektromos vevőhöz, a elektromos jelbemeneti erősítő, a beolvasó rendszer segítségével a képernyőn megjelenő átlátszó minta kép megjelenhet. Az eszközt ultrahangos mikroszkópnak hívják. Az ultrahangos képalkotó technológiát széles körben alkalmazzák az orvosi vizsgálat során, a nagyméretű integrált áramkörök vizsgálatához használt mikroelektronikai eszköz gyártásánál, különböző anyagok ötvözeteinek megjelenítésére használják az anyagtudományi területen és a szemcsék határán stb. Az akusztikai holográfia ultrahangos az interferencia elvét rekord és reprodukálni a háromdimenziós képet áttetsző akusztikus képalkotó technológia, az elv és az optikai holografika alapvetően ugyanaz, csak rekord különböző (lásd a holográfiát). Ugyanazon az ultrahangos jelforrás-motivációval két transzduceret helyeznek el folyadékba, és két koherens ultrahangot indítanak el: egy sugár a vizsgált tárgyon keresztül hullámgá válik, egy csomó referencia hullám. Objektumhullám és referencia hullám koherens szuperpozíciós akusztikus hologram, amely a folyadék felületén lézersugár-akusztikus hologrammal van kialakítva, lézer visszaverődést alkalmazva az akusztikai hologram diffrakciós hatására, és visszakapja a dolgokat, mint általában kamerával és tévékészülékekkel valós idejű megfigyelés céljából .

Az ultrahangos tisztítás jelentése

Ultrahangos tisztító hatás, több, mint az emberi hallás audio átviteli hullám a folyadék. Amikor a mosószerben az ultrahangos terjedés miatt a hangsugárzó hosszirányú hullám, a hosszirányú hullám a média szerepének elősegítésére képes a folyadéknyomás megváltozására, ami sok apró vákuum buborékot eredményez, amelyet "kavitációs hatásnak" neveznek. Ha a buborékfúvás robbantása erős hatást fejthet ki, akkor a sarokban levő szennyeződésekben lévő tárgyak rögzítése és az ultrahangos takanami hossza, erős penetrációs hatalma, a repedés vagy a repedés hatására fokozhatja a mosási hatásokat rejtett összetett szerkezete a tisztítás, el lehet érni elképesztő mosás hatása

Az ultrahangos tisztítás kavitáción alapul, vagyis a tisztítófolyadékban számos buborék és gyors implózió gyors kialakulásában. A keletkező sokk eltávolítja a szennyeződéseket a munkadarab belső és külső felületeiről, amelyek a tisztítóoldatban merülnek fel. Az ultrahangos frekvencia növekedésével a buborékok száma nő, és a robbantási hatás gyengül. Ezért a nagyfrekvenciás ultrahang különösen alkalmas a kis részecskék szennyeződésének tisztítására a munkadarab felületének megszakítása nélkül. A kavitációs buborékok és a burst (implosion) buborékok kitágulását nagyfrekvenciás (ultrahangos), nagy intenzitású hanghullámok és folyadékok alkalmazásával hozták létre. Az ultrahangos tisztítórendszernek ezért három alapvető eleme lehet: a tartályban levő tisztító folyadék, a nagyfrekvenciás elektromos jelátalakító és az ultrahangos generátor mechanikai energiájává alakítja az elektromos energiát.

Transzformátorok és generátorok

Az ultrahangos tisztító rendszer legfontosabb része az átalakító. Kétféle jelátalakító, az egyik mágneses átalakító, amely nikkel vagy nikkel ötvözetből készül. Piezoelektromos átalakító ólom cirkonát titanátból vagy más kerámiából.

Amikor egy piezoelektromos anyagot helyeznek egy különböző feszültségű elektromos mezőbe, deformálódik. Ez a "piezoelektromos hatás". A mágneses átalakítók ezzel ellentétben olyan anyagokból készülnek, amelyek változó mágneses térben deformálódnak. Nem számít, milyen típusú transzduktort használnak, a legalapvetőbb tényező általában a kavitációs hatás intenzitása.

Az ultrahangos hullámok, mint más hanghullámok, sorozatos nyomáspontok, egy olyan hullám, amely váltakozva összenyomódik és kibontakozik (az alábbiak szerint). Ha a hangenergia elég erős, a folyadék a hullám tágulási szakaszában elnyomódik, és buborékok képződnek. A hullám tömörítési szakaszában ezek a buborékok azonnal felrobbannak vagy implantálódnak a folyadékban, ami nagyon hatásos ütőerőt eredményez, különösen alkalmas a tisztításra. Ezt a folyamatot kavitációnak nevezik. A kompresszió és a terjeszkedés hanghullámai elméletileg elemezhetők, a kavitációs buborék kitörése több mint 10000 psi nyomást eredményez, és a 1100 ° C magas hőmérséklet és az azonnali robbanás gyorsan felrobban. Egyetlen kavitációs buborék által kibocsátott energia nagyon kicsi, de másodpercenként több millió kavitációs buborék jelenik meg egyidejűleg, a kumulatív hatás nagyon erős lesz, a munkadarab felületének megfertőzöttségének erőteljes hatását eredményezi, ez minden jellemző ultrahangos tisztítás. Ha az ultrahangos energia elég nagy, kavitáció történik mindenütt a tisztító oldatban, így az ultrahang hatékonyan megtisztítja a kis repedéseket és lyukakat. A kavitáció elősegíti a kémiai reakciókat és felgyorsítja a felszíni membrán feloldódását. De csak egy bizonyos területen a folyadéknyomás alacsonyabb, mint a gáznyomás belül buborék mérkőzések fog kavitációs jelenség a területen, így az által létrehozott transzduktor az ultrahang hullám amplitúdó elég nagy ahhoz, hogy megfeleljen ennek a feltételnek. A kavitáció előállításához szükséges minimális energiát kavitációs kritikus pontnak nevezik. A különféle folyadékok különböző kavitációs kritikus pontokat tartalmaznak, ezért az ultrahangos energianak meg kell haladnia a kritikus pontot a tisztító hatás elérése érdekében. Vagyis kavitációs buborékok csak akkor állíthatók elő, ha az energia meghaladja az ultrahangos tisztítás kritikus pontját.

A frekvencia fontossága

Zaj okozza, ha a munkafrekvencia alacsony (az emberi hallás tartományán belül). Ha a frekvencia kisebb, mint 20 kHz, akkor a munkafrekvencia nemcsak nagyon magas lesz, hanem meghaladhatja a munkahelyi biztonsági és egészségvédelmi törvény vagy egyéb előírások által előírt biztonsági zajhatárt. Olyan alkalmazásoknál, ahol nagy a teljesítmény a szennyeződés eltávolításához a munkadarab felületi károsodása nélkül, általában 20 kHz-től 30 kHz-ig terjedő alsó tisztítási frekvenciát választanak. A frekvencia tartományon belüli tisztítás gyakoriságát gyakran használják nagy, nehéz vagy nagy sűrűségű anyagok tisztítására. A 20 kHz-es mágneses átalakító és a 25 kHz-es piezoelektromos jelátalakító kavitációs relatív erő 40 kHz-es frekvenciákra általában kisebb, kifinomultabb részek tisztítására vagy apró részecskék eltávolítására szolgálnak. Magas frekvenciákat alkalmaznak olyan alkalmazásokban is, ahol a munkadarab felületén nem megengedett károsodás. A nagyfrekvenciák használata számos módon javítja a tisztítási teljesítményt. Amint a frekvencia nő, a kavitációs buborékok száma lineárisan növekszik, és intenzívebb ütőhullámokat eredményez, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy kisebb lyukakba jussanak. Ha a teljesítmény állandó marad és a kavitációs buborékok csökken, a kavitációs buborékok által kibocsátott energia megfelelően csökkenti, ami hatékonyan csökkenti a munkadarab felületének károsodását. A nagy frekvenciák másik előnye, hogy csökkenti a viszkozitási határréteget (a Bernoulli-effektust), lehetővé téve az ultrahang számára, hogy "kimutassa" a rendkívül kis részecskéket. Ez a helyzet hasonló ahhoz a kis kőzethez, amely a tiszta vízfolyás alján található, amikor a patak vízszintje csökken. A cég 40 kHz, 80 kHz, 120 kHz és 170 kHz közbenső frekvenciákat kínál. A rendkívül kis részecskék tisztításakor 350 kHz frekvenciájú termékek választhatók ki. A vállalat nemrég indított MicroCoustics rendszert ilyen alkalmakkor 400 kHz frekvencián.