العربية
تصفح الكمية:56 الكاتب:محرر الموقع نشر الوقت: 2019-08-15 المنشأ:محرر الموقع
عندما تعمل طاقة الموجات فوق الصوتية على الوسط ، فإنها ستتسبب في اهتزاز عالي السرعة وجسيم للجسيمات ، وتنتج تغيرات في الكميات الميكانيكية مثل السرعة والتسارع وضغط الصوت وكثافة الصوت ، وبالتالي تسبب تأثيرات ميكانيكية. الموجات فوق الصوتية هي شكل من أشكال انتقال الطاقة الميكانيكية ، والتي ترتبط بعملية الموجات وتنتج تأثيرًا خطيًا للاهتزاز. عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية في الوسط ، تكون سعة إزاحة الجسيمات صغيرة جدًا ، لكن تسارع الجسيمات الناجم عن الموجات فوق الصوتية كبير جدًا.
إذا 20 كيلو هرتز و 1W / سم2تنتشر الموجات فوق الصوتية في الماء ، وتبلغ سعة ضغط الصوت المنتجة 173 كيلو باسكال ، مما يعني أن سعة ضغط الصوت تتراوح بين 20.000 مرة بين موجب وسالب 173 كيلو باسكال في الثانية. يصل الحد الأقصى لتسارع الجسيمات إلى 1440 كم / ثانية2وهو حوالي 1500 مرة من تسارع الجاذبية. وبالتالي فإن الحركة الميكانيكية المكثفة والسريعة تتغير قوة الموجات فوق الصوتية. تأثير الاهتزاز الميكانيكية.
عندما لا يكون الوسيط فوق الصوتي عبارة عن وسط متجانس الطبقات (مثل الأنسجة البيولوجية ، جسم الإنسان ، إلخ) ، فإن المعاوقة الصوتية المختلفة لكل طبقة سوف تتسبب في انعكاس وتشكيل موجة دائمة. سيؤدي بطن وعقدة الموجة الدائمة إلى تغيير الضغط والتوتر والتسارع. نظرًا لاختلاف كتلة الجزيئات المتوسطة المختلفة (مثل الجزيئات البيولوجية) ، تختلف سرعة الاهتزاز الناتجة عن تغير الضغط. تغيير الضغط الناجم عن الحركة النسبية للجزيئات المتوسطة هو سبب آخر للتأثير الميكانيكي بالموجات فوق الصوتية. يجب استخدام التأثيرات الميكانيكية للموجات فوق الصوتية للمعالجة (الحفر ، القطع ، الضغط ، تقوية السطح ، اللحام ، التنظيف ، تلميع وإزالة الأفلام والأوساخ غير المرغوب فيها وما إلى ذلك) ولتسريع العمليات الأخرى مثل التشتت ، التجانس ، الاستحلاب ، التكسير و تعقيم.
الحركة الميكانيكية للموجات فوق الصوتية قد استخدمت على نطاق واسع في الإنتاج. وهنا بعض الأمثلة:
بالموجات فوق الصوتية الاهتزاز عالية التردد والضغط الإشعاعي يمكن أن تشكل الهيجان الفعال والتدفق في الغاز والسائل. يمكن للطائرة القوية والاحمرار الجزئي المحلي الناتج عن اهتزاز فقاعة التجويف على السطح الصلب أن تقلل بشكل كبير من التوتر السطحي والاحتكاك للسائل ، وتدمر الطبقة الحدودية للواجهة الصلبة والسائلة ، وبالتالي تحقيق تأثير التردد المنخفض العادي التحريض الميكانيكية لا يمكن تحقيقه. هذه الوظيفة هي الأساس المادي لاختراق المخدرات ، ومستحضرات التجميل التي توجه الجلد ، وإفراغ الغازات بالموجات فوق الصوتية ، والمزج بين المواد الغذائية ومستحضرات التجميل.
باستخدام الضغط وتأثيرات درجات الحرارة المرتفعة للاهتزاز بالموجات فوق الصوتية والتجويف ، يحدث نوعان من السوائل ، أو نوعان من المواد الصلبة ، أو واجهة صلبة سائلة ، أو غازية سائلة ، يحدث اختراق الجزيء ، ويشكل خواص جديدة للمواد. يمكن تصنيف اللحام بالموجات فوق الصوتية للمعادن أو البلاستيك ، الاستحلاب بالموجات فوق الصوتية ، التنظيف والتفتيت على هذا النحو.
يمكن لموجة الصدمة المحلية الناتجة بعد إغلاق فقاعات التجويف أن تسحق الجزيئات في السائل وتهذبها ؛ جعل التبلور موحدة. تفريق قطرات مستحلب كبيرة وغير مستوية إلى عوامل موحدة صغيرة (مثل عوامل التباين الطبي ، وكلاء علاج السرطان ، إلخ) ؛ وحتى تشمل دور خثار الاجتثاث.
الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يجعل الجزيئات المعلقة تتحرك بسرعات مختلفة في الغاز والوسائط السائلة ، أو تزيد من فرصة الاصطدام ، أو تستخدم موجة دائمة لجعلها تميل إلى بطن الموجة ، وبالتالي يحدث التكثيف. جمع الغبار في المداخن وهطول الأمطار الاصطناعي يمكن أن تنتمي إلى هذه الفئة.
بسبب التسارع العالي للاهتزاز بالموجات فوق الصوتية والتآكل الصوتي للتجويف ، يمكن إجراء الآلات الدقيقة الخاصة للمواد الصلبة والهشة (الأحجار الكريمة ، السيراميك ، الزجاج ، المغناطيس ، إلخ).
يمكن استخدام النبض بالموجات فوق الصوتية عالي الكثافة لسحق الكلى والحصى دون الإضرار بالأنسجة الرخوة.
