Ultraheli kontrollimise põhimõte

Ultraheliuuringute, paksuse, kauguse mõõtmise, kaugjuhtimise ja ultraheliuuringute tehnoloogia puhul on laialdaselt kasutusel ultraheli lainepikkused ultraheli lainepikkused, kuid ka läbi läbipaistmatu materjali. Ultraheli pildistamine on tehnoloogia, mis KASUTA ultraheli, et esitada läbipaistmatute objektide sisemine kujutis. Läbipaistmatu proovi keskendunud ultraheli-akustilise läätse andurist oli informatsiooni osana (nt helilainete peegeldumise, absorptsiooni ja hajumise võime) ultraheli, mis läbis proovipilti, akustilise läätse koondumine piesoelektrilisele vastuvõtjale, Elektrilise signaali sisendvõimendi abil saab skannimisseadme abil ekraanil kuvada läbipaistmatu proovi kujutis. Seadet kutsutakse ultraheli mikroskoopiks. Ultraheli pildistamise tehnoloogia on laialdaselt kasutusel meditsiinilises läbivaatuses, mikroelektroonilise seadme valmistamisel, mida kasutatakse suuremahulise integraallülituse kontrollimiseks, kasutatakse erinevate materjalide sulamite kuvamiseks materjaliteaduse alal ja tera piiril jne. Akustilise holograafia on ultraheli Interaktsioonipõhimõte, mille kohaselt salvestatakse ja reprodutseeritakse läbipaistmatu akustilise pildistamise tehnoloogia kolmemõõtmeline kujutis, on selle põhimõte ja optiline holograafia põhimõtteliselt ühesugused, lihtsalt salvestatakse erinevad (vt holograafiat). Sama ultraheli signaaliallika motivatsiooniga pannakse kaks andurit vedelikku, nad käivitasid kaks ultraheli koherentset kiudu: läbi uuritud objekti läbinud valgusjõud läbi laine, lainekord. Vedeliku pinnal moodustunud objekti laine ja viitelaine koherentne superpositsioon akustilise hologrammiga laserkiire akustilise hologrammiga, kasutades laserpeegeldust akustilise hologrammiga difraktsiooniefekti jaoks ja saada asju tagasi, tavaliselt kaamera ja televiisoritega reaalajas vaatluseks .

Ultraheli puhastamise tähendus

Ultraheli puhastusmõju on vedelas olekus rohkem kui inimese kuulmise heliülekande laine. Kui ultraheli paljundamine pesemisaines on sonic'i tõttu pikisuunaline laine, võib pikisuunaline laine meediumi rolli edenemiseks muuta vedeliku rõhu muutust, mille tagajärjeks on palju väikest vaakummullit, mida nimetatakse "kavitatsiooniefektiks". Kui mullide tihenduslõhk võib toota tugevat mõju, võib see olla objektide fikseerimisel hajutatud nurgapõrandas ja parandada pesupesemisefekti ultraheli sageduse takanami pikkuse tõttu, tugevat läbitungimisvõimsust, nii et tekiks pragune või peidetud kompleksne puhastusstruktuur, võib saavutada hämmastava pestava efekti

Ultraheli puhastus põhineb kavitatsioonil, see tähendab, et puhastusvedelikus tekib arvukalt mulli kiiret moodustumist ja kiiret implosiooni. Saadud šokk eemaldab mustuse puhastuslahuses asetatud detaili sise- ja välispinnast. Ultraheli sageduse suurenemisega suureneb mullide arv ja lõhkamiste mõju nõrgeneb. Seetõttu on kõrgsageduslik ultraheli eriti sobiv väiksemate osakeste mustuse puhastamiseks, töödeldava detaili pinna lõikamata. Kavitumismullide laienemine ja lõhkemis- (implosioon) mullid tekitatakse, rakendades vedelikele kõrgsageduslikku (ultraheli), suure intensiivsusega helilaineid. Seetõttu peab igal ultrahelipuhastus süsteemil olema kolm põhielementi: tsheng puhastusvedelik paagis, teisendab elektrienergiat kõrgsagedusliku elektrilise signaalianduri ja ultraheli generaatori mehhaanilisse energiasse.

Muundurid ja generaatorid

Ultraheli puhastamise süsteemi kõige olulisem osa on andur. On kahte tüüpi andurid, millest üks on magnetilise anduriga, mis on valmistatud niklist või niklisulamist. Piesoelektriline muundur, mis on valmistatud pliisurkonaat-titaanist või muust keraamikast.

Kui piesoelektriline materjal asetatakse erineva pinge elektriväljale, siis see deformeerub. Seda nimetatakse "piesoelektriliseks efektiks". Seevastu magnetilised muundurid on valmistatud materjalidest, mis deformeeruvad muutuvas magnetväljas. Pole tähtis, millist tüüpi andurit kasutatakse, on kõige olulisem tegur tavaliselt kavitatsiooniefekti intensiivsus.

Ultraheli lained, nagu teised helilained, on rea rõhuotsad, laine, mis surub kokku ja laieneb vaheldumisi (nagu allpool näidatud). Kui heli energia on piisavalt tugev, surutakse vedelik laine laienemisetapis ja moodustuvad mullid. Laine kokkusurumisetapis purunevad need mullid viivitamatult vedelasse vedelikku, tekitades väga tõhusa löögi jõu, mis sobib eriti puhastamiseks. Seda protsessi nimetatakse kavitatsiooniks. Kompressiooni ja paisumise helilaineid analüüsitakse teoreetiliselt, kavitatsioonimulli lõhkamine toob kaasa rõhku üle 10 000 psi ja kõrgema temperatuuri 20000 ° F (11000 ° C) ning kiire lööklaine lõhkub kiiresti väljapoole kiirgust. Ühe kavitatsioonimulli poolt vabanev energia on väga väike, kuid samal ajal lõhub korraga miljoneid kavitatsioonimulli, kumulatiivne efekt on väga tugev, toob tooriku pinnakõlbmatu saastumise võimas mõju, see kõik on omadused ultraheli puhastamine. Kui ultraheli energia on piisavalt suur, tekib puhastuslahuses kõikjal kavitatsioon, nii et ultraheliga saab tõhusalt puhastada väikesi pragusid ja auke. Kavitatsioon soodustab ka keemilisi reaktsioone ja kiirendab pinnamembraanide lahustumist. Kuid ainult teatud piirkonnas vedeliku rõhk on madalam kui gaasirõhk mullivarude sees tekitab piirkonnas piirkonnas kavitatsiooni nähtust, nii et ultraheli laine amplituudi anduri poolt tekitatud suuruseks on see tingimus rahuldav. Kavitatsiooni tekitamiseks vajalikku minimaalset võimsust nimetatakse kavitatsiooni kriitiliseks punktiks. Erinevatel vedelatel on erinevad kavitatsioonikriitilised punktid, nii et ultraheli energia peab ületama kriitilist punkti puhastusmõju saavutamiseks. See tähendab, et kavitatsioonimulle võib toota vaid juhul, kui energia ületab ultraheli puhastamise kriitilist punkti.

Sageduse tähtsus

Müra tekitatakse, kui töösagedus on madal (inimese kuulmise vahemikus). Kui sagedus on alla 20 kHz, ei muutu töömüra mitte ainult väga kõrgeks, vaid võib ületada tööohutuse ja töötervishoiu seadustes või muudes määrustes sätestatud ohutustaset. Rakendustes, kus mustuse eemaldamiseks on vajalik suur toide, arvestamata tooriku pinna kahjustusi, valitakse tavaliselt madalam puhastus sagedus vahemikus 20 kHz kuni 30 kHz. Selles sagedusvahemikus toimuva puhastamise sagedust kasutatakse sageli suurte, raskete või suure tihedusega materjalide puhastamiseks. Väiksemate ja keerukamate osade puhastamiseks või väikeste osakeste eemaldamiseks kasutatakse tavaliselt 20 kHz magnetandurit ja 25KHz piesoelektrilist andurit. Suhteline tugevus 40 kHz sagedustel on tavaliselt kasutatav. Kõrgseid sagedusi kasutatakse ka rakendustes, kus tooriku pinnale ei ole kahjustusi lubatud. Kõrge sagedusega kasutamine parandab puhastusvõimet mitmel viisil. Kui sagedus suureneb, suureneb kavitatsioonimullide arv lineaarselt, tekitades intensiivsemaid šokinlaine, mis võimaldavad neil siseneda väiksematesse tühikudesse. Kui toide jääb konstantseks ja kavitatsioonimullid vähenevad, vähenevad vastavalt kavitatsioonimullide poolt eraldatud energia, mis vähendab tegelikult tooriku pinna kahjustusi. Kõrge sageduse teine eelis on see, et nad vähendavad viskoosset piirikihti (Bernoulli efekt), võimaldades ultraheli "väga väikeste osakeste tuvastamiseks". Selline olukord on sarnane väikeste kividega, mis on selge suuna põhjast, kui veetaseme tase voolab. Ettevõte pakub erinevaid vahe sagedusi 40kHz, 80kHz, 120kHz ja 170kHz. Eriti väikeste osakeste puhastamisel saab valida sagedusega 350 kHz. Ettevõte käivitas hiljuti MicroCoustics'i sellise sagedusega 400 kHz.