Ultraääniuuttimen käyttö

Ultraääni on tärkeä osa akustiikkaa. Se tutkii pääasiassa ultraäänen muodostumista, leviämistä, vastaanottoa ja vuorovaikutusta eri aineissa, erilaisia ​​vaikutuksia ja sovelluksia. Ultraääniuuttokoneen ääniaalto kuuluu mekaaniseen aaltoon, joka on mekaanisen värähtelyn eteneminen elastisessa väliaineessa. Nykyaikainen akustiikka on kattanut taajuusalueen 10-4 - 1014 Hz, mikä vastaa infraäänestä, joka värähtelee kerran noin 3 tunnissa molekyylilämpövärähtelyihin, joiden aallonpituudet ovat lyhyempiä kuin atomiväli kiintoaineissa, eli jotka kattavat laajan taajuuskaistan. luokkaa 1018. Tämä tarkoittaa myös sitä, että nyt ihmiset ovat omaksuneet modernin tekniikan tuottaa ja mitata lähes minkä tahansa taajuuden ääniaaltoja.

Taajuusalueella ultraäänellä tarkoitetaan ääntä, jonka taajuudet ylittävät kuultavan äänen taajuusalueen. Ihmiskorvan tilastollisen lain mukaan akustiikassa kuuluvan äänen taajuuden yläraja on 2 104 Hz. Yleisesti ottaen ultraääni on ääniaalto, jonka taajuus on yli 20 kHz. Tarkemmin sanottuna ultraäänen taajuuskaistalla ultraääntä, jonka taajuus on suurempi kuin 108 Hz, kutsutaan yliääniseksi. Erityisesti 108-1012 Hz:n taajuuskaistaa kutsutaan myös mikroaaltoultraääneksi, koska se vastaa mikroaaltotaajuuskaistaa sähkömagneettisessa spektrissä.

Ultraääniuuttokoneen tehoalueella jatkuvan aallon ultraääni on yleensä milliwattien ja kymmenien kilowattien välillä. Pulssi-ultraääni voidaan skaalata milliwatin murto-osista useisiin megawatteihin. Vastaavasti äänenvoimakkuuden näkökulmasta fokusoidun jatkuvan aallon ultraäänen ylärajaa nesteessä rajoittaa kavitaatio, ja yläraja voi olla noin kymmeniä kilowattia neliösenttimetriä kohti; kun taas pulssiultraäänen fokus polttopisteen keskellä voi olla jopa kymmeniä megatavuja. Wattia neliösenttimetriä kohti. Ilmeisesti ultraääni sisältää runsaasti tutkimussisältöä, jolla on laaja dynaaminen alue lineaarisesta epälineaariseen akustiikkaan.

Etenemisväliaineen näkökulmasta ultraääni voi levitä tehokkaasti kaasuissa, nesteissä, kiinteissä aineissa, kiinteissä sulaissa ja muissa aineissa. Näissä välineissä eri taajuuksilla, tehoilla ja intensiteetillä ultraääniaalloilla on ainutlaatuiset etenemisominaisuutensa ja vaikutuksensa, joten niillä on myös vastaava tutkimussisältönsä ja laajat sovelluksensa.