Prinċipju tal-Ittestjar ultrasoniku

Iktar 'il bogħod minn mewġ tal-ħsejjes ordinarji, tulijiet ta' mewġa ta 'ultrasound jagħmlu direzzjoni tajba, iżda wkoll permezz tal-materjal opak, din il-karatteristika intużat ħafna f'testijiet ultrasoniċi, ħxuna, kejl tad-distanza, kontroll mill-bogħod u t-teknoloġija ta' immaġni ultrasonika. L-immaġini ultrasonika hija teknoloġija li tuża l-ultrasound biex tippreżenta l-immaġni ta 'ġewwa ta' oġġetti opaki. Mit-transducer ta 'lenti akustika ultrasonika ffokata fuq kampjun opak, l-ultrasoniku ttrasportat mill-kampjun jgħaddi kien bħala parti mill-informazzjoni (bħall-abbiltà ta' riflessjoni, assorbiment u tifrix ta 'mewġ tal-ħsejjes), il-lenti akustika taqbel fuq riċevitur pjeżoelettriku, Amplifikatur tad-dħul tas-sinjal elettriku, li juża sistema ta 'skannjar jista' jdawwar l-immaġni opaka tal-kampjun murija fuq l-iskrin. L-apparat jissejjaħ mikroskopju ultrasoniku. It-teknoloġija tal-immaġni ultrasonika ġiet applikata b'mod wiesa 'f'eżami mediku, fil-manifattura ta' apparat mikroelettriku użat għall-ispezzjoni fuq ċirkwit integrat fuq skala kbira, tintuża għal wiri ta 'ligi ta' kompożizzjonijiet differenti fiż-żona tax-xjenza tal-materjali u l-konfini tal-qamħ, eċċ Holography akustiku huwa ultrasoniku prinëipju ta 'interferenza tar-rekord u jirriproduëi l-immaāni tridimensjonali tat-teknoloāija ta' l-immaāini akustika opaka, il-prinëipju tiegħu u l-olografija ottika huma essenzjalment l-istess, biss rekord tfisser differenti (ara olografija). Bl-istess motivazzjoni tas-sors tas-sinjal ultrasoniku żewġ transducer jitqiegħdu f'likwidu, huma nedew żewġ raġġ koerenti ta 'l-ultrasound: raġġ permezz ta' l-oġġett studjat wara li sar mewġa, mewġa ta 'mewġa ta' referenza. Mewġa ta 'l-oġġett u mewġa ta' referenza kożistenti superposizzjoni hologram akustiku ffurmat fuq il-wiċċ tal-likwidu, bir-laser hologram akustiku tar-raġġ tal-lejżer, li juża riflessjoni laser fuq effett akustiku ta 'diffrazzjoni ta' ologramma u ġġib affarijiet lura bħal, ġeneralment b'kamera u settijiet tat-televiżjoni għal osservazzjoni f'ħin reali .

It-tifsira tat-tindif ultrasoniku

Effett tat-tindif ultrasoniku, huwa aktar minn smigħ tal-bniedem tat-trasmissjoni tal-awdjo mewġa fil-likwidu. Meta l-propagazzjoni ultrasonika fid-diterġent, minħabba l-sonika hija mewġ lonġitudinali, mewġ lonġitudinali biex jippromwovi r-rwol tal-medja jista 'jagħmel il-bidliet fil-pressjoni likwida, li jirriżulta f'ħafna bużżieqa vakwu ċkejkna, imsejħa "effett ta' cavitation". Meta l-kompressjoni tal-bużżieqa tal-kompressjoni tista 'tipproduċi impatt qawwi, tista' tkun iffissata oġġetti fi ħdan il-ħmieġ tal-kantuniera mferrxa, u ttejjeb l-effett tal-ħasla tal-ħasil, minħabba t-tul tal-frekwenza ultrasonika takanami, qawwa penetranti qawwija, L-istruttura kumplessa moħbija tat-tindif, tista 'tikseb effett tal-ħasil aqwa

It-tindif ultrasoniku huwa bbażat fuq cavitation, jiġifieri, fil-fluwidu tat-tindif fil-formazzjoni rapida ta 'diversi bżieżaq u implosjoni rapida. Ix-xokk li jirriżulta għandu jneħħi l-ħmieġ mill-uċuħ ta 'ġewwa u ta' barra tal-biċċa tax-xogħol mgħaddsa fis-soluzzjoni tat-tindif. Biż-żieda tal-frekwenza ultrasonika, in-numru ta 'bżieżaq jiżdied u l-impatt ta' l-ibblastjar jiddgħajjef. Għalhekk, ultrasound ta 'frekwenza għolja huwa adattat b'mod speċjali għat-tindif ta' ħmieġ ta 'partiċelli żgħar mingħajr ma jinkiser il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol. L-espansjoni tal-bżieżaq tal-cavitation u l-bżieżaq tal-fqigħ (implosjoni) huma maħluqa bl-applikazzjoni ta 'mewġ tal-ħoss ta' frekwenza għolja (ultrasoniku), ta 'intensità għolja għal likwidi. Kwalunkwe sistema ta 'tindif ultrasoniku, għalhekk, għandu jkollha tliet elementi bażiċi: fluwidu li jnaddaf it-tank fit-tank, jikkonverti l-enerġija elettrika f'enerġija mekkanika ta' transducer ta 'sinjal elettriku ta' frekwenza għolja u ġeneratur ultrasoniku.

Transducers u ġeneraturi

L-aktar parti importanti tas-sistema ta 'tindif ultrasoniku hija t-transducer. Hemm żewġ tipi ta 'transducer, wieħed huwa transducer manjetiku, li huwa magħmul minn nikil jew liga tan-nikil. Transducer piezoelettriku magħmul minn ċomb ta 'zirconate taċ-ċomb jew ċeramika oħra.

Meta materjal pjeżoelettriku jitqiegħed f'żona elettrika ta 'vultaġġ li jvarja, dan jiddeforma. Dan jissejjaħ "l-effett piezoelettriku". It-transducers manjetiċi, min-naħa l-oħra, huma magħmula minn materjali li jiddeformaw f'qasam manjetiku li jinbidel. Ma jimpurtax f'liema tip ta 'transducer jintuża, l-aktar fattur bażiku huwa ġeneralment l-intensità tal-effett tal-cavitation.

Mewġ ultrasoniku, bħal mewġ tal-ħoss ieħor, huma sensiela ta 'punti ta' pressjoni, mewġa li tikkompressa u tespandi alternattivament (kif muri hawn taħt). Jekk l-enerġija tal-ħoss hija b'saħħitha biżżejjed, il-likwidu jiġi mbuttat fl-istadju ta 'espansjoni tal-mewġ u l-bżieżaq huma ffurmati. Fl-istadju tal-kompressjoni tal-mewġ, dawn il-bżieżaq jinfaqgħu jew jimmodifikaw il-likwidu istantanjament, u jipproduċu forza ta 'impatt effettiva ħafna, speċjalment adattata għat-tindif. Dan il-proċess jissejjaħ cavitation. Il-mewġ tal-ħoss tal-kompressjoni u l-espansjoni huma analizzati teoretikament, il-fqigħ tal-bużżieqa tal-kavitizzazzjoni se jipproduċi pressjoni ta 'aktar minn 10000 psi u t-temperatura għolja ta' 20000 ° F (11000 ° C), u fil-blast instantanja se jinfaqa 'malajr radjazzjoni barra. L-enerġija rilaxxata minn bużżieqa ta 'cavitazzjoni waħda hija żgħira ħafna, iżda kull sekonda għal miljuni ta' fqigħ tal-bużżieqa tal-cavitazzjoni fl-istess ħin, l-effett kumulattiv se jkun qawwi ħafna, jipproduċi l-impatt qawwi tal-kontaminazzjoni tal- ispalling tal-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol, ta 'tindif ultrasoniku. Jekk l-enerġija ultrasonika hija kbira biżżejjed, il-kavitazzjoni se sseħħ kullimkien fis-soluzzjoni tat-tindif, u għalhekk l-ultrasound tista 'effettivament tnaddaf xquq u toqob żgħar. Il-kavitazzjoni tippromwovi wkoll reazzjonijiet kimiċi u tħaffef ix-xoljiment tal-membrani tal-wiċċ. Imma biss f'ċertu żona tal-pressjoni tal-likwidu huwa inqas mill-pressjoni tal-gass ġewwa l-logħbiet tal-bżieżaq se jipproduċi fenomenu ta 'cavitation fiż-żona, għalhekk il-ġenerat mit-transducer tal-amplitudni tal-mewġ ultrasoniku huwa kbir biżżejjed biex jissodisfa din il-kundizzjoni. Il-qawwa minima meħtieġa biex tipproduċi l-cavitation tissejjaħ il-punt kritiku tal-cavitation. Il-likwidi differenti għandhom punti kritiċi ta 'cavitation differenti, għalhekk l-enerġija ultrasonika għandha taqbeż il-punt kritiku biex jinkiseb l-effett tat-tindif. Jiġifieri, bżieżaq ta 'cavitation jistgħu jiġu prodotti biss jekk l-enerġija taqbeż il-punt kritiku għat-tindif ultrasoniku.

Importanza tal-frekwenza

L-istorbju huwa prodott meta l-frekwenza tax-xogħol hija baxxa (fil-firxa ta 'smigħ tal-bniedem). Meta l-frekwenza tkun anqas minn 20kHz, l-istorbju operattiv mhux biss isir għoli ħafna, iżda jista 'jaqbeż il-limitu tal-ħoss ta' sigurtà stipulat mil-liġi tas-saħħa u s-sigurtà okkupazzjonali jew regolamenti oħra. F'applikazzjonijiet fejn hija meħtieġa qawwa għolja biex titneħħa l-ħmieġ mingħajr ma titqies il-ħsara fil-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol, normalment tintgħażel frekwenza ta 'tindif aktar baxxa minn 20kHz sa 30kHz. Il-frekwenza tat-tindif f'din il-medda ta 'frekwenza ħafna drabi tintuża biex tnaddaf materjali kbar, tqal jew ta' densità għolja. It-transducer manjetiku ta '20KHz u transducer piezoelettriku ta' 25KHz Qawwa relattiva ta 'Cavitation għal frekwenzi ta' 40 kHz huma komunement użati biex jitnaddfu partijiet iżgħar, aktar sofistikati jew biex jitneħħew partikoli ċkejkna. Il-frekwenzi għolja jintużaw ukoll f'applikazzjonijiet fejn il-ħsara mhix permessa fuq il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol. L-użu ta 'frekwenzi għolja jtejjeb il-prestazzjoni tat-tindif f'diversi modi. Hekk kif tiżdied il-frekwenza, in-numru ta 'bżieżaq ta' cavitation jiżdied b'mod lineari, u jipproduċi mewġiet ta 'xokk aktar intensi li jippermettulhom li jidħlu f'inħawi iżgħar. Jekk il-qawwa tibqa 'kostanti u l-bżieżaq tal-cavitation jonqsu, l-enerġija rilaxxata minn bżieżaq ta' cavitation tonqos b'mod korrispondenti, li effettivament tnaqqas il-ħsara lis-superfiċje tal-biċċa tax-xogħol. Vantaġġ ieħor ta 'frekwenzi għolja huwa li jnaqqsu s-saff tal-konfini viskuż (l-effett ta' Bernoulli), li jippermetti l-ultrasound li "jiskopri" partiċelli estremament żgħar. Din is-sitwazzjoni hija simili għal dik ta 'blat żgħir fil-qiegħ ta' kurrent ċar meta l-livell ta 'l-ilma fil-kurrent jaqa'. Il-kumpanija toffri firxa ta 'frekwenzi intermedji ta' 40kHz, 80kHz, 120kHz u 170kHz. Jistgħu jintgħażlu prodotti bi frekwenza ta '350 kHz meta jkunu qed inaddfu partiċelli estremament żgħar. Il-kumpanija dan l-aħħar nediet sistema ta 'Mikrokustika għal okkażjonijiet bħal dawn bi frekwenza ta' 400kHz.