Ultrasonik viktorina printsipi

Oddiy tovush to'lqinlaridan ham qisqa, ultratovushli to'lqin uzunligi yaxshi yo'nalish hosil qiladi, lekin ayni paytda yopishqoq materiallar orqali bu xususiyat ultrasonik sinov, qalinligi, masofani o'lchash, masofadan boshqarish va ultratovushli tasvirlash texnologiyasida keng qo'llaniladi. Ultrasonik ko'rish ultratovush suratkash ob'ektlarning ichki tasvirini namoyish etish uchun foydalanadigan texnologiyadir. Shaffof namunaga qaratilgan ultratovushli akustik linzalarning transduseridan, namunalaridan olingan ultratovush ma'lumotlarning bir qismi (ovoz to'lqinlarining aks etishi, absorbsiyasi va tarqalishi kabi) bo'lib, akustik linza piezoelektrik qabul qiluvchiga yaqinlashadi. elektromagnit signalning kirish kuchaytirgichi, skanerlash tizimidan foydalangan holda, ekranda ko'rsatiladigan shaffof namuna tasvirini o'zgartirishi mumkin. Qurilma ultratovushli mikroskop deb ataladi. Ultrasonik tomografiya texnologiyasi keng ko'lamda tibbiy ko'rikdan o'tkazildi, keng miqyosli integral devorda inspektsiya qilish uchun foydalaniladigan mikroelektronik qurilmani ishlab chiqarishda materialistik fan sohasidagi turli kompozitsiyalarning qotishmalarini va don chegaralarini va boshqalarni namoyish qilish uchun ishlatiladi. Akustik gologramma ultratovushli shovqin printsipi va shaffof bo'lmagan akustik tasvirlash texnologiyasining uch o'lchovli tasvirini qayta tiklash, uning printsipial va optik gologrammalari asosan bir xil, faqat rekord yozuvlar boshqacha (qarang gologramma). Shu bilan ultratovushli signal manbaining motivatsiyasi bilan ikkita transduser suyuqlikka joylashtiriladi, ular ultratovushning ikkita izchil nurini ishga tushirishadi: to'lqin, bir qator mos yozuvlar to'lqini bo'lganidan keyin o'rganilgan ob'ekt orqali nur. Ob'ektni to'lqin va mos yozuvlar to'lqinining suyuqlik yuzasida hosil bo'lgan akustik gologramma, akustik gologramma diffraktsiyasi ta'sirida lazer aksini aks ettiruvchi va real vaqtda kuzatish uchun kameralar va televizorlar bilan ishlaydigan narsalarni olish kabi suyuqlik yuzasida hosil qilingan akustik gologramma .

Ultrasonik tozalashning ma'nosi

Ultrasonik tozalash ta'siri, suyuqlikdagi odamlarning eshitish ovozi uzatuvchi to'lqinidan ko'proq. Detarjanda ultrasonik tarqalish sonikning uzunlamasına to'lqini bo'lgani uchun, mediator rolini targ'ib qilish uchun bo'ylama to'lqin suyuqlik bosimini o'zgartirishga olib keladi, natijada "kavitatsion effekt" deb nomlanadigan ko'p miqdordagi vakuumli balon paydo bo'ladi. Qabariqni siqish portlashi kuchli ta'sirni keltirib chiqaradigan bo'lsa, burchakdagi ifloslikdagi narsalarni aniqlash va ultratovush chastotasi takanami uzunligi tufayli kuchli yuvilish kuchi tufayli kir yuvish effektini kuchaytirishi mumkin, shuning uchun yorilish yoki tozalashning yashirin kompleks strukturasi ajoyib yuvish effektiga ega bo'lishi mumkin

Ultrasonik tozalash kovitatsiyaga asoslangan, ya'ni ko'plab kabarcıkların tez shakllanishi va tez püskürtülmesindeki tozalash sıvısında. Natijada paydo bo'lgan zarba, tozalash eritmasiga tushirilgan ishlov beriladigan qismning ichki va tashqi yuzalarini tozalashga olib keladi. Ultrasonik chastotalarning ko'payishi bilan pufakchalar soni ko'payadi va portlash ta'siri zaiflashadi. Shuning uchun, yuqori chastotali ultratovush ishlov berish qismini sindirmasdan, kichik zarrachalar kirini tozalash uchun juda mos keladi. Kavitasyon kabarcıklarının kengayishi va portlash (implosion) kabarcıkları suyuqlikka yuqori chastotali (ultratovush), yuqori kuchlanishli tovush to'lqinlarini qo'llash orqali yaratiladi. Har qanday ultratovushni tozalash tizimi uchta asosiy elementga ega bo'lishi kerak: kimyoviy tozalash vositasi, elektr energiyasini yuqori chastotali elektr signal uzatuvchi va ultratovush generatorini mexanik energiyaga aylantiradi.

Transduserlar va generatorlar

Ultrasonik tozalash tizimining eng muhim qismi transduser hisoblanadi. Konverter ikki turi mavjud, ulardan biri nikel yoki nikel qotishmasidan tayyorlangan magnit uzatuvchi. Qo'rg'oshin zirkonat titanat yoki boshqa seramika ishlab chiqarilgan piezoelektrik transduser.

Agar piezoelektrik material turli kuchlanishli elektr maydoniga qo'yilgan bo'lsa, u deformatsiya bo'ladi. Bunga "piezoelektrik ta'sir" deyiladi. Magnit transduserlar farqli o'laroq, o'zgaruvchan magnit maydonda buzilgan materiallardan tayyorlangan. Qaysi turdagi transduser ishlatilmasin, eng asosiy omil odatda kavitasyon ta'sirining zichligi.

Boshqa tovush to'lqinlari kabi ultratovush to'lqinlari bir qator bosim nuqtalari bo'lib, ularni to'lqini siqadi va kengaytiradi (quyida ko'rsatilganidek). Ovoz energiyasi etarli darajada kuchli bo'lsa, suyuqlik to'lqin kengayish bosqichida itariladi va pufakchalar hosil bo'ladi. To'lqinning siqilish bosqichida bu kabarcıklar bir zumda suyuqlik ichida parchalanadi yoki ta'sir qiladi, bu juda samarali ta'sir kuchini ishlab chiqaradi, ayniqsa tozalash uchun mos keladi. Bu jarayon kavitatsiya deb ataladi. Siqish va kengayishning tovush to'lqinlari nazariy jihatdan tahlil qilinadi, kavitatsiya kabarcığının portlashi 10000 psi bosim va 20000 ° F (11000 ° S) yuqori haroratni ishlab chiqaradi va lahzada portlash tezda tashqaridan radiatsiya tarqaladi. Bir kovitatsiya balonidan chiqadigan energiya juda kichik, ammo millionlab kavitatsiya kabarcığı uchun har bir soniya bir vaqtning o'zida portlashi natijasida, kümülatif ta'sir juda kuchli bo'ladi, ishlov berish joyini yiqilib, kuchli ta'sir qiladi, bu ham barcha xususiyatlar ultratovushni tozalash. Ultrasonik energiya etarlicha katta bo'lsa, tozalash eritmasida hamma joylarda kavitatsiya yuzaga keladi, shuning uchun ultratovushlar kichik yoriqlar va teshiklarni samarali ravishda tozalashi mumkin. Kavitatsiya shuningdek kimyoviy reaktsiyalarni oshiradi va sirt membranalarini eritishni tezlashtiradi. Ammo faqat suyuqlik bosimining ma'lum bir qismida qabariq ichidagi gaz bosimidan pastroq bo'lganda bu hududda kavitatsiya fenomeni paydo bo'ladi, shuning uchun ultratovush to'lqin amplitudasining transduserlari tomonidan ishlab chiqarilgan bu holatni qondirish uchun etarlicha katta bo'ladi. Kavitatsiyani hosil qilish uchun zarur bo'lgan minimal kuchga kavitatsiyaning muhim nuqtasi deyiladi. Turli xil suyuqliklarda turli kavitatsiya muhim nuqtalari bor, shuning uchun ultratovush energiyasi tozalovchi ta'sirga erishish uchun kritik nuqtadan oshib ketishi kerak. Ya'ni, kavitasyon kabarcıkları faqat energiya ultrasonik tozalash uchun kritik nuqtadan oshib ketganda ishlab chiqarilishi mumkin.

Chastotaning ahamiyati

Ishlash chastotasi past bo'lganida (inson eshitish doirasi doirasida) shovqin hosil bo'ladi. Chastotasi 20kHzdan kam bo'lganida, ishchi shovqin juda yuqori bo'lib qolmaydi, lekin mehnat xavfsizligi va sog'ligi to'g'risidagi qonun yoki boshqa qoidalarda belgilangan xavfsizlik shovqin chegarasidan oshishi mumkin. Ish qismining sirt ziyonini hisobga olmasdan kirni olib tashlash uchun yuqori kuch talab etiladigan ilovalarda odatda 20 kHz dan 30 kHzgacha bo'lgan pastroq tozalovchi chastotalar tanlanadi. Ushbu chastota diapazonida tozalash chastotasi ko'pincha katta, og'ir yoki yuqori zichlikdagi materiallarni tozalash uchun ishlatiladi. 20kHz magnit transduser va 25KHz piezoelektrik transduser Kavitasyon 40 kHz chastotasiga nisbatan qarshilik keng tarqalgan bo'lib kichikroq, murakkab qismlarni tozalash yoki kichik zarralarni olib tashlash uchun ishlatiladi. Yuqori chastotalar, shuningdek ishlov beriladigan qismning shikastlanishiga yo'l qo'yilmaydigan ilovalarda ham qo'llaniladi. Yuqori chastotalarni ishlatish tozalovchi ish faoliyatini bir necha usullar bilan yaxshilaydi. Chastotaning ortishi bilan kavitatsiya kabarcıkları soni chiziqli ravishda oshib, ular yanada kichikroq bo'shliqlarga kirishga imkon beruvchi yanada kuchli zarba to'lqini hosil qiladi. Quvvat doimiy va kavitasiya kabarcıkları pasayib ketsa, kavitatsiya kabarcıkları tomonidan chiqariladigan energiya mos ravishda kamayadi va bu ishlov berish yuzasiga zarar yetkazadi. Yuqori chastotalarning yana bir afzalligi shundaki, ular viskoz chegara qatlamini (Bernoulli ta'siri) kamaytiradi va ultratovushni juda kichik zarrachalarni aniqlashga imkon beradi. Bu holat oqimdagi suv sathi tushib qolsa, toza oqim tagida kichik jinslar bilan o'xshash. Kompaniya 40 kHz, 80kHz, 120kHz va 170kHz oraliq chastotalarni taklif qiladi. Juda kichik zarrachalarni tozalashda 350kHz chastotali mahsulotlarni tanlash mumkin. Yaqinda kompaniya 400kHz tezligi bilan bunday holatlar uchun MicroCoustics tizimini ishga tushirdi.