Siêu âm được sử dụng trong thực tế, chủ yếu trong các khía cạnh sau

Thử nghiệm

Sóng siêu âm có bước sóng ngắn hơn sóng âm thông thường, có tính dị hướng tốt hơn và có thể xuyên qua các vật liệu không trong suốt. Tính năng này đã được sử dụng trong công nghệ phát hiện khuyết tật bằng sóng siêu âm và hình ảnh siêu âm. Hình ảnh siêu âm là một công nghệ sử dụng sóng siêu âm để hiển thị hình ảnh bên trong của một vật thể không trong suốt. Tập trung sóng siêu âm phát ra từ đầu dò vào mẫu mờ qua thấu kính âm học. Sóng siêu âm truyền từ mẫu mang thông tin của phần được chiếu sáng (chẳng hạn như khả năng phản xạ, hấp thụ và tán xạ sóng cơ học), và được hội tụ bởi thấu kính âm học. Trên bộ thu áp điện, tín hiệu điện thu được được đưa vào bộ khuếch đại, và hình ảnh của mẫu không trong suốt có thể được hiển thị trên màn hình huỳnh quang bởi hệ thống quét. Thiết bị trên được gọi là kính hiển vi siêu âm. Công nghệ hình ảnh siêu âm đã được sử dụng rộng rãi trong kiểm tra y tế. Nó được sử dụng để kiểm tra các mạch tích hợp quy mô lớn trong sản xuất thiết bị vi điện tử và trong khoa học vật liệu để chỉ ra các vùng và ranh giới hạt của các thành phần khác nhau trong hợp kim. Chụp ảnh ba chiều âm học là một công nghệ hình ảnh âm học sử dụng nguyên lý giao thoa của sóng siêu âm để ghi lại và tái tạo hình ảnh ba chiều của các vật thể không trong suốt. Nguyên lý của nó về cơ bản giống như nguyên lý của phép ảnh ba chiều sóng ánh sáng, nhưng phương pháp ghi lại khác. Sử dụng cùng một nguồn tín hiệu sóng ngắn để kích thích hai đầu dò đặt trong chất lỏng và chúng tương ứng phát ra hai sóng siêu âm kết hợp: một chùm trở thành sóng đối tượng sau khi truyền qua đối tượng đang nghiên cứu, và chùm còn lại được sử dụng làm sóng chuẩn . Sóng vật thể và sóng tham chiếu được chồng lên bề mặt chất lỏng một cách nhất quán để tạo thành một hình ba chiều âm thanh. Hình ba chiều âm thanh được chiếu xạ bằng chùm tia laze và hiệu ứng nhiễu xạ được tạo ra khi tia laze phản xạ trên hình ba chiều âm thanh được sử dụng để thu được hình ảnh tái tạo của vật thể, thường là bằng máy ảnh và TV. Máy giúp quan sát thời gian thực.

đôi pho vơi

Sử dụng tác động cơ học và tạo bọt của sóng siêu âm, nó có thể thực hiện hàn siêu âm, khoan, nghiền rắn, nhũ hóa, khử khí, tẩy dầu mỡ, tẩy cặn, làm sạch, khử trùng, v.v., trong các lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, khai thác mỏ, nông nghiệp và điều trị y tế. Nhận ứng dụng.

Làm sạch

Nguyên tắc ứng dụng sóng siêu âm để làm sạch là tín hiệu sóng ngắn do bộ phát sóng siêu âm gửi về được đầu dò chuyển thành sóng cơ học ngắn và truyền ra môi trường. Sóng siêu âm trong dung môi tẩy rửa bức xạ về phía trước trong các pha đặc và đậm đặc của chất lỏng làm sạch, làm cho chất lỏng chảy và tạo ra dữ liệu. Hàng chục nghìn bong bóng nhỏ, bong bóng nhỏ (hạt nhân cavitation) tồn tại trong chất lỏng. Khi cường độ âm thanh đạt đến một giá trị nào đó, các bọt khí phát triển nhanh chóng rồi đột ngột đóng lại. Khi bong bóng đóng lại, sóng xung kích được tạo ra và hàng nghìn bong bóng được tạo ra xung quanh chúng. Áp suất khí quyển phá hủy chất bẩn không hòa tan và phân tán chúng trong dung dịch tẩy rửa. Khi các hạt nhóm được bọc trong dầu và bám vào bề mặt của bộ phận làm sạch, dầu sẽ được nhũ hóa và các hạt rắn được tách ra, để đạt được mục đích làm sạch bề mặt của bộ phận làm sạch.

máy giữ ẩm

Vào mùa đông khô hạn ở miền bắc Trung Quốc, nếu truyền sóng siêu âm vào bể nước, sóng cơ học sẽ làm vỡ nước trong bể thành nhiều hạt sương nhỏ, sau đó dùng quạt nhỏ thổi các hạt sương vào trong phòng sẽ tăng lên. độ ẩm không khí trong nhà. Đây là sóng siêu âm Nguyên lý của máy tạo ẩm. Đối với các bệnh như viêm họng, viêm phế quản thì việc dùng khí huyết lưu dẫn để đưa thuốc đến được bộ phận bị bệnh là rất khó. Nguyên lý hoạt động của máy tạo ẩm là dùng nguyên tử hóa thuốc và cho bệnh nhân hít vào, có thể nâng cao hiệu quả chữa bệnh. Trong trường hợp công suất lớn, năng lượng cực lớn của sóng siêu âm cũng có thể làm cho các viên sỏi trong cơ thể người bị vỡ ra dưới tác dụng của sóng cơ học, từ đó giảm đau và đạt được mục đích chữa bệnh. Trong y học, sóng siêu âm có thể tiệt trùng các vật dụng.

nghiên cứu cơ bản

Sau khi sóng siêu âm tác động lên môi trường, một quá trình thư giãn âm thanh được tạo ra trong môi trường đó. Quá trình giãn âm đi kèm với quá trình vận chuyển năng lượng giữa các độ điện tương ứng của các phân tử, và cho thấy sự hấp thụ của các sóng cơ học trong một cái nhìn vĩ mô. Các đặc tính và cấu trúc của các chất có thể được khám phá thông qua sự hấp thụ sóng siêu âm của các chất. Nghiên cứu trong lĩnh vực này tạo thành nhánh âm học của âm học phân tử. Bước sóng của sóng âm thông thường lớn hơn nhiều so với khoảng cách giữa các nguyên tử trong vật rắn, và vật rắn có thể được coi là môi trường liên tục trong điều kiện này. Nhưng đối với siêu âm có bước sóng dưới 300pm, bước sóng có thể được so sánh với khoảng cách giữa các nguyên tử trong chất rắn. Lúc này, chất rắn phải được coi như một cấu trúc mạng tinh thể có tính tuần hoàn trong không gian. Năng lượng của mạng tinh thể được lượng tử hóa, gọi là phonon (xem vật lý trạng thái rắn). Ảnh hưởng của sóng siêu âm đặc biệt lên chất rắn có thể là do sự tương tác của sóng siêu âm đặc biệt với các phonon, electron, photon và các hạt chuẩn tinh khác nhau. Nghiên cứu về việc tạo ra, phát hiện và lan truyền sóng siêu âm đặc biệt trong chất rắn, cũng như nghiên cứu về các hiện tượng âm thanh trong heli lỏng-lỏng lượng tử tạo thành một lĩnh vực âm học hiện đại mới.

Ngành âm học nghiên cứu sự tạo ra, lan truyền và tiếp nhận sóng siêu âm, cũng như các hiệu ứng và ứng dụng siêu âm khác nhau, được gọi là siêu âm, tương ứng với âm học phụ. Các thiết bị tạo ra sóng siêu âm bao gồm máy phát siêu âm cơ học, máy phát siêu âm điện được tạo ra bằng cách sử dụng các nguyên tắc của cảm ứng điện từ và tác động điện từ, và điện âm được tạo ra bằng cách sử dụng hiệu ứng điện động của các tinh thể áp điện và hiệu ứng từ trở của vật liệu sắt từ. Bộ chuyển đổi, v.v.

Tẩy dầu mỡ

Quá trình tẩy dầu mỡ trong đó các bộ phận có vết dầu được đặt trong dung dịch tẩy dầu mỡ và quá trình tẩy dầu mỡ dưới tác dụng của trường siêu âm với một bước sóng nhất định được gọi là tẩy dầu mỡ bằng sóng siêu âm. Sự ra đời của sóng siêu âm có thể tăng cường quá trình tẩy dầu mỡ, rút ​​ngắn thời gian tẩy dầu mỡ, cải thiện chất lượng tẩy dầu mỡ và giảm tiêu thụ thuốc. Đặc biệt đối với các bộ phận có hình dạng phức tạp, các bộ phận có độ chính xác nhỏ, các bộ phận có bụi bẩn khó tẩy trên bề mặt và các bộ phận làm bằng vật liệu cách điện có tác dụng tẩy dầu mỡ đáng kể, giúp tiết kiệm thời gian lao động thủ công và tránh cho các bộ phận bị hư hỏng.

Hiệu quả của việc tẩy dầu mỡ bằng sóng siêu âm liên quan đến hình dạng và kích thước của các bộ phận, bản chất của dầu bề mặt, thành phần của dung dịch và vị trí của các bộ phận. Do đó, quá trình tẩy dầu mỡ bằng sóng siêu âm tốt nhất phải được xác định thông qua các thí nghiệm. Bước sóng được sử dụng để tẩy dầu mỡ bằng sóng siêu âm nói chung là khoảng 1,1 cm. Khi phần nhỏ, sử dụng bước sóng ngắn hơn; khi phần lớn thì sử dụng bước sóng dài hơn. Sóng siêu âm có bước sóng ngắn, chỉ truyền được theo đường thẳng, khó bị nhiễu xạ. Do đó, rất khó để tiếp cận phần được che chắn. Do đó, các bộ phận nên được xoay hoặc lật trong thùng loại bỏ dầu để tất cả các bộ phận trên bề mặt có thể nhận được bức xạ siêu âm, bị ảnh hưởng nhiều hơn. Hiệu quả tẩy dầu mỡ tốt. Ngoài ra, nồng độ và nhiệt độ của dung dịch tẩy dầu mỡ siêu âm phải thấp hơn nồng độ của dung dịch tẩy dầu mỡ tương ứng để không ảnh hưởng đến sự lan truyền của sóng siêu âm và cũng làm giảm sự ăn mòn bề mặt vật liệu kim loại.