Обобщение на тема:
-
въведение
- 1 Източници на ултразвук
- 1.1 Галтън свирка
- 1.2 Течен Ултразвуково свирка
- 1.3 Siren
- 2 ултразвук в природата
- 3 Приложение на ултразвук
- 3.1 диагностичен използването на ултразвук в медицината (ултразвук)
- 3.2 терапевтичен използването на ултразвук в медицината
- 3.3 метал чрез ултразвук
- 3.4 Получаване на смесите с помощта на ултразвук
- 3.5 използването на ултразвук в биологията
- 3.6 Използването на ултразвук, за да почистите
- 3.7 Използването на ултразвук за почистване на коренови култури
- 3.8 използването на ултразвук в ехолокация
- 3.9 използването на ултразвук в измерване на дебит
- 3.10 Използването на ултразвукова дефектоскопия
- 3.11 Ултразвуково заваръчно
- 3.12 Teplootvedenie и ултразвук
- 3.13 използването на ултразвук в галванопластика
Ултразвук - еластични звукови вълни с висока честота. Човешкото ухо възприема посадъчен еластични вълни в среда честотата на приблизително 16-20 KHz; трептения при по-висока честота са ултразвук (извън границите на чуваемост). Обикновено ултразвукови гама счита честотна лента от 20 Hz 000000000000. Звук вибрации при по-висока честота, наречена свръхзвуков. течности и твърди вещества звукови вибрации да достигнат до 1000 GHz
Въпреки наличието на ултразвуковите учените отдавна знаят, практическото използване на това в областта на науката, технологиите и индустрията започна сравнително наскоро. Сега ултразвук се използва широко в различни области на физиката, технологии, химия и медицина.
1. Източници на ултразвук
Микровълнова честота на ултразвукови вълни, използвани в индустрията и биологията, е в диапазона от няколко MHz. Фокусирайки тези греди обикновено се извършва с помощта на специални акустични лещи и огледала. Ултразвуковият лъч с необходимите параметри могат да бъдат получени с помощта на съответния преобразувател. Най-честите керамични преобразуватели на бариев титанит. В случаите, когато основно значение е силата на ултразвуковата вълна обикновено се използват механични ултразвукови източници. Първоначално всички ултразвукови вълни, получени от механични (камертони, свирки и сирени).
Естеството на ултразвук се среща и като компонент на много природни шум (шум от вятър, водопад, дъжд, шума на чакълени ролки от морето, в звука на мълния, и така нататък. Г.), а сред звучи дивата природа. Някои животни използват ултразвукови вълни за откриване на препятствия, ориентиране в пространството.
На емитенти на ултразвук може да се разделят на две големи групи. Първата категория са излъчватели генератори; трептения в него са възбудени поради наличието на пречки за постоянен поток - газ или течни струи. Втората група от излъчватели - електроакустични преобразуватели; те преобразуването на вибрациите които вече са определени напрежение или ток в механична вибрация на твърдо тяло, което се излъчва в околната среда на акустична вълна.
1.1. Галтън свирка
Първият съдийски сигнал ултразвуков направена през 1883 година от англичанина Галтън. Ултразвук се генерира като звук от висок тон на върха на острието, когато въздушният поток да влезе. Ролята на такава свирка върха на Галтън в игра "устна" в малка цилиндрична резонатор. Газът се подава под високо налягане през кух цилиндър, не засяга по "устна"; възникват трептения, чиято честота (е приблизително 170 кХц) определят от размерите на устните дюзата. Мощност свирка Галтън малък. По принцип тя се използва за получаване на команди при обучението на кучета и котки.
1.2. Течен ултразвукова свирка
Повечето ултразвукови свирки могат да бъдат адаптирани за използване в течна среда. В сравнение с електрически източници ултразвукови течни ултразвукови свирки са тънки, но понякога, например ултразвукови хомогенизиране, те притежават значително предимство. Тъй като ултразвукови вълни се генерират директно в течната среда, няма загуба на ултразвукова енергия вълни при преминаване от една среда в друга. Може би най-успешния дизайн е течност ултразвукова свирка, направено от британски учени Kottelem Гудман и в началото на 50-те на 20-ти век. Това течен поток под високо налягане излиза от елиптичен дюзата и насочва към стоманена плоча. Различни модификации на този дизайн са широко разпространени за получаване на еднородна среда. Поради простотата и стабилността на техния дизайн (унищожени само вибрираща плоча), тези системи са трайни и евтино.
1.3. сирена
Друга разновидност на механични ултразвукови източници - сирена. Той има сравнително голям капацитет и се използва в полицията и пожарни коли. Всички въртящи сирени състоят от камера затворен от горе на диска (статора), в която се прави голям брой дупки. Същият брой отвори на разположение и на въртящ се диск вътре в камерата - ротора. Както положение на ротора на отворите в него периодично съвпада с позицията на дупките на статора. Камерата непрекъснато се подава сгъстен въздух, който излиза от него в тези кратки моменти, когато отворите на ротора и статора са едни и същи.
Основната цел при производството на сирени - това е, от една страна, да се като много дупки в ротора и от друга страна, да се постигне висока скорост на въртене. Въпреки това, на практика изпълни и двете от тези изисквания са много трудно.
2. Ултразвук в природата
Прилепи използват ехолокация ориентация през нощта отделят където устата (Kozhanova - Vespertilionidae) или параболично огледало с форма на отвор лък (подкова - Rhinolophidae) сигнали за изключително висока интензивност. На разстояние от 1 - 5 cm от главата на налягането на животните ултразвук достигне 60 мбара, т.е. съответства на контакт звукова честота област на звуковото налягане, генерирана от Пневматичният чук. Echo сигнали на техните прилепи са способни да възприемат при налягане от само 0.001 мбара, че е 10000 пъти по-малко от това на излъчвани сигнали. По този начин може да бъде заобиколена прилепи по време на полет на препятствия, дори в случаите, когато сигналите се наслагват върху намесата на ултразвук ехолокация с налягане 20 милибара. Механизмът на този висок имунитет шум все още не е известна. Когато локализация прилепи обекти, например вертикално опънати нишки с диаметър от 0.005 - 0.008 mm на разстояние 20 см (половин период крило), решаваща роля играе във времето смяна и разликата в интензитета между отделяни и отразени сигнали. Подкова да се ръководи и само с едно ухо (monouralno), което значително улеснява от големи непрекъснато движещи предсърдие. Те могат дори да компенсира честота смяна между отделяни и отразени сигнали поради ефекта на Доплер (обект приближава ехото е много по-висока честота от предавания сигнал). Намаляване по време на полет честота сонар, така че честотата на отразения ултразвук останаха в района на максимална чувствителност на "слух" центрове, те могат да се определи скоростта на движещия себе си.
В молци в семейната разработен молец ултразвуков генератор шум "от трасето чукат" прилепите преследват тези насекоми.
Ехолокация за да се движите и да използвате птица - мастни kozodoi или oilbirds. Те обитават планинските пещери в Латинска Америка - от Панама до северозападната част на юг от Перу и Суринам на изток. Да живееш в тъмнина, мастна kozodoi, обаче, са се адаптирали блестящо да лети през пещерите. Те дадоха малко щракане се възприемат от човешкото ухо и (тяхната честота от около 7000 херца). Всяко кликване продължава една до две милисекунди. Звук от прищракване се отразява от стените на затвора, както различни прогнози и възприемат препятствия и чувствителна изслушването птица.
Блокада ехолокация във вода са китоподобни.
3. Прилагане на ултразвук
3.1. Диагностичният използването на ултразвук в медицината (ултразвук)
Поради добро разпространение на ултразвук в мека човешка тъкан, неговата относителна безопасност в сравнение с рентгенови лъчи и лекота на използване, в сравнение с магнитен резонанс се използва широко за ултразвуково изобразяване на вътрешните органи на човека, по-специално в коремната кухина и тазовата кухина.
3.2. Терапевтичната използването на ултразвук в медицината
В допълнение към широко използване на диагностични цели (вж. Ехография), ултразвук се използва в медицината като средство за защита.
Ултразвукът има ефекта на:
- противовъзпалително, решаване
- обезболяващо, спазмолитично
- кавитация усилване на пропускливостта на кожата
Фонофореза - sochetannyj метод, при който в тъканта са ултразвук и се прилага с помощта на терапевтичните вещества (като лекарства или естествено срещащи се). Провеждане вещества съгласно ултразвук поради повишената пропускливост на епидермиса и кожни жлези, клетъчни мембрани и стените на съдовете за вещества с ниско молекулно тегло, по-специално - йони bishofit минерали. [1] Лесно фонофореза лекарства и естествени вещества:
- терапевтично средство, когато се прилага ултразвук не е унищожен
- синергичен ефект на ултразвук и терапевтични агенти
Показания Ultraphonophoresis bishofit: остеоартрит, болка ниско в гърба, артрит, бурсит, епикондилит, петата стимул, състояния след увреждания на опорно-двигателния апарат; Неврит, невропатия, радикулит, невралгия, увреждане на нерв.
Приложени bishofit гел и работен плот емитер проведе микро-масаж зона лечение. Метод лабилна обща за фонофореза (в UFPh ставите, интензитет на гръбначния стълб в цервикални региони -. 0,2-0,4 Watt / cm2 в гръдната и лумбалните - 0.4-0.6 W / cm2).
3.3. Рязане на метал с помощта на ултразвук
На конвенционални металорежещи машини не могат да бъдат пробити в тесния отвор на металната част на сложна форма, като пет лъчева звезда. Използването на ултразвук е възможно магнитострикция вибратор може да пробия дупка във всякаква форма. Блокада длето напълно замества фреза. В този случай, по-лесно и фрезови машини за обработка на метални части е по-евтино и по-бързо от машината за смилане.
Блокада дори може да направи резба в металните части в чашата, в рубин в диамант. Обикновено първата нишка е мек метал, и след това се гаси част. Ултразвуков апарат нишка може да се направи с вече втвърден метал и в най-трудните сплави. Същото е и с печати. Обикновено подпечата нрав след щателен му завършек. Ултразвуков машина за обработка на сложно произвежда абразивни (шкурка, корунд прах) в областта на ултразвукова вълна. Непрекъснато колебае в ултразвуковото поле, твърди частици прах се нарязват на сплавта трябва да се лекува и нарязани отвор със същата форма като тази на бит.
3.4. Получаване на смеси с помощта на ултразвук
Широко използвани ултразвук за получаване на хомогенна смес (хомогенизиране). Но през 1927 г., американски учени Limus и Wood установено, че ако две несмесващи се течности (например нефт и вода) се оттича в бехерова чаша и се подлагат на ултразвукова облъчване, емулсията се образува в стъкленицата, т.е. фин масло във водна суспензия. Такива емулсии играят голяма роля в индустрията: тя бои, лакове, фармацевтични продукти, козметика.
3.5. Използването на ултразвук в биологията
Способността на ултразвук, за да се прекъсне клетъчните мембрани намират приложение при биологични изследвания, например, да се разделят на ензимите от клетката, ако е необходимо. Блокада се използва за унищожаване на вътреклетъчни структури като митохондрии и хлоропласти да се изследва връзката между тяхната структура и функции. Друго приложение на ултразвук в биологията, поради способността му да предизвика мутации. Проучвания, проведени в Оксфорд, показват, че ниска интензивност ултразвук може дори да повреди молекула ДНК. [Позоваване необходими 107 дни] изкуствено създаване на целева мутация играе важна роля в размножаване на растения. Основното предимство на ултразвук в сравнение с други мутагени (рентгенови лъчи, ултравиолетови лъчи) е, че тя е изключително лесен за работа.
3.6. Използването на ултразвук за почистване
В лабораториите и в производството на ултразвукова баня се използват за почистване на стъклени изделия и части на малките частици. бижута бижута промишленост пречиства от малки частици от полиране паста в ултразвукова баня. В деветдесетте години XX век Tomsk растение "RETON" на НСО се получава патент и освободен ултразвуково устройство за измиване "Retona", въз основа на действието на който е ниска честота ултразвук. По-късно, имаше един набор от ултразвукови устройства за пране на текстил. Общото за тях е принципът на работа: еластична вълна ултразвук акт на замърсители "щамповане" кал с помощта на повърхностно активни вещества от плат влакна.
3.7. Използването на ултразвук за почистване на кореноплодни растения
В някои индустрии прилага ултразвукова вана за почистване кореноплодни (картофи, моркови, цвекло, и т.н.) от земята частици.
3.8. Използването на ултразвук ехолокация
Риболовната промишленост използва ултразвукови ехолокация за откриване на пасажи от риби. Ултразвуковите вълни се отразяват от пасажите от риба и идват в ултразвукова приемник преди ултразвукова вълна, отразена от дъното.
3.9. Използването на ултразвук в измерване на дебит
За да контролирате скоростта на потока и вода и охладителната течност от 60-те години на миналия век, ултразвукови разходомери се използват в промишлеността.
3.10. Използването на ултразвукова дефектоскопия
Ултразвукът се разпределя добре в някои материали, които могат да бъдат използвани за ултразвукова изпитване на продукти от тези материали. Наскоро посока развитие получава ултразвуков микроскопия позволява да разследва подземен слой от материал с добра разделителна способност.
3.11. ултразвукова заварка
Ултразвуково заваръчно - заваряване налягане, се извършва под действието на ултразвукови вибрации. Такъв тип заваряване се използва за свързващи части, които са трудни за топлина или съпоставянето на различни метали или метали със силни филми оксид (алуминий, неръждаема стомана, пермалой платки, и така нататък. П.). Тъй като ултразвуково заваряване се използва за производство на интегрални схеми.
3.12. Teplootvedenie и ултразвук
Има три метода за отвеждане на топлината - излъчване, конвекция и кондукция. И на тази основа се е развил много устройства за отвеждане на топлина, от електронни компоненти и системи. Най-ефективният начин е главно пренос на топлина през границата между две материали, които са в близък контакт. Радиатори и топлина за разпръскване се използват, за да разсее топлината чрез проводимост. 1
Производителите на електроника, като се фокусира върху изискванията на днешния потребителите, се стремят да подобрят ефективността на своите устройства и намаляване на техния размер и тегло. Една от основните задачи, които трябва да бъдат разгледани на дизайнерите да постигнат целите си - е развитието на ефективна система за отвеждане на топлината, за да се предотврати прегряване на продукти, които се отразяват отрицателно на тяхната продуктивност и надеждност.
За ефективно отвеждане на топлината изисква интимен контакт между материалите. От решаващо значение е да се избегне кухини в адхезивния слой, който обикновено е добър топлопроводим материал или термично грес. Образуването на връзки или други форми на въздух влошава пренос на топлина и води до прегряване на продукта. Ето защо е много важно своевременно да се открият тези дефекти.
3.13. Използването на ултразвук в галванопластика
Ултразвукът се използва за засилване на процесите на галванични и подобряване на качеството на покрития, произведени по електрохимичен път.
литература
Свързани статии