Génération d'ultrasons

Le"super" Le caractère des ultrasons vient du fait que la limite inférieure de sa bande de fréquences dépasse l'audition humaine, mais si vous l'analysez en termes de longueur d'onde, la longueur d'onde des ultrasons est en fait plus courte. Les scientifiques appellent la distance entre deux pics ou creux adjacents d'une onde comme longueur d'onde. La longueur d'onde des ondes mécaniques que nos oreilles humaines peuvent entendre est de 2cm~20m (2cm~20m). Par conséquent, nous appelons&des ondes mécaniques dont la longueur d'onde est inférieure à 2 cm quot;ultrasons." Cependant, dans les applications pratiques, les ondes mécaniques d'une longueur d'onde inférieure à 3,4 cm (au-dessus de 10 000 Hz) peuvent être considérées comme de la recherche ultrasonore. La longueur d'onde des ultrasons habituellement utilisée pour le diagnostic médical est de 10 m à 350 μm.

L'échographie est une sorte d'onde mécanique. Il doit s'appuyer sur le support pour se propager et ne peut pas exister dans le vide (comme l'espace). Par conséquent, nous ne pouvons pas utiliser les ultrasons dans le vide, mais nous pouvons toujours utiliser des équipements liés aux ondes électromagnétiques (y compris les ondes radio, les micro-ondes et les rayons infrarouges). , Lumière visible, rayons ultraviolets, rayons X, rayons gamma, etc.), utilisant la technologie des ondes électromagnétiques.

Dans l'air, les ondes ultrasonores désignent des ondes mécaniques dont la longueur d'onde est inférieure à 2 cm (par exemple, 1,7 cm, 2 cm de longueur d'onde correspondent à 17000 Hz, 1,7 cm de longueur d'onde correspond à 20000 Hz, en fait, il n'y a pas de norme fixe, juste une valeur facile à retenir) et sa longueur d'onde est très courte. Inférieure à la limite inférieure générale de l'audition humaine (2 cm), les gens appellent cette onde mécanique inaudible ultrasons, et la longueur d'onde des ondes infrasonores est généralement supérieure à 20 mètres (par exemple, 17 mètres, 20 m de longueur d'onde correspondent à 17 Hz, 17 m de longueur d'onde correspond à 20 Hz), supérieur à La limite supérieure de la longueur d'onde de l'audition. Dans les applications pratiques, les ondes ultrasonores coïncident souvent avec la gamme des ondes sonores audibles à ondes courtes, et les ondes mécaniques d'une longueur d'onde inférieure à 3,4 cm (10 000 Hz) peuvent être considérées comme de la recherche ultrasonore.

Sa longueur d'onde est beaucoup plus courte que les ondes sonores ordinaires, il peut donc être utilisé pour le découpage, le soudage, le perçage, etc. En raison de sa courte longueur d'onde, il présente de nombreuses caractéristiques : d'une part, l'anisotropie de propagation causée par la courte longueur d'onde, et aussi en raison de sa courte longueur d'onde et sa faible capacité de diffraction. Bien qu'il ait une bonne anisotropie, il a une grande perte dans l'air et ne peut pas être transmis. Loin, mauvaise pénétration, facile à disperser. L'échographie est couramment utilisée dans l'industrie et la médecine pour la détection par ultrasons. Les ultrasons, les infrasons et les sons audibles sont essentiellement les mêmes. Ils ont en commun une onde mécanique, qui se propage généralement dans les milieux élastiques sous forme d'ondes longitudinales. C'est une forme de propagation d'énergie. La différence, ce sont les ondes ultrasonores. Longue et courte, elle peut se déplacer en ligne droite sur une certaine distance avec peu de diffraction et possède une bonne anisotropie. Cependant, comparé aux sons audibles et aux infrasons, il a un faible pouvoir de pénétration et est facile à diffuser.

Les lois de propagation de la réflexion, de la réfraction, de la diffraction et de la diffusion des ondes ultrasonores dans le milieu ne sont pas essentiellement différentes des lois des infrasons et des ondes sonores audibles. Mais la longueur d'onde des ultrasons est très courte, seulement quelques centimètres, voire quelques millièmes de millimètre. Par rapport aux autres ondes, les ondes ultrasonores ont de nombreuses caractéristiques : caractéristiques de propagation : la longueur d'onde des ondes ultrasonores est très courte et la taille des obstacles ordinaires est plusieurs fois plus grande que la longueur d'onde des ondes ultrasonores. Par conséquent, les ondes ultrasonores ont une faible pénétration, de faibles capacités de diffraction et une diffusion facile. . Elle peut se propager en ligne droite dans un milieu homogène mais est difficilement diffractable. Plus la longueur d'onde de l'onde ultrasonore est courte, plus la caractéristique est évidente. De plus, selon la loi de diffusion de Rayleigh, l'intensité de l'onde diffusée est inversement proportionnelle à la puissance quatrième de la longueur d'onde, et la longueur d'onde de l'onde ultrasonore est extrêmement courte. , Donc la diffusion est très sérieuse et le pouvoir de pénétration n'est pas bon. Cavitation ─ ─ Lorsque l'onde ultrasonore se propage dans le milieu, il y a une période alternative positive et négative. Dans la phase positive, l'onde ultrasonore comprime les molécules du milieu pour modifier la densité d'origine du milieu et l'augmenter ; dans la phase de pression négative Lorsque les molécules du milieu sont clairsemées et davantage dispersées, la densité du milieu est réduite. Lorsqu'une onde ultrasonore suffisamment forte est appliquée au milieu liquide, la distance moyenne entre les molécules du milieu dépassera la distance moléculaire critique qui maintient le milieu liquide constant. Une fracture se produit et des microbulles se forment. Ces petites cavités se dilatent et se ferment rapidement, provoquant de violentes collisions entre les particules liquides, entraînant des pressions de milliers à plusieurs dizaines de milliers d'atmosphères. Cette interaction violente entre les particules a un bon effet d'agitation, de sorte que les deux liquides non miscibles (tels que l'eau et l'huile) s'émulsionnent et accélèrent la dissolution du soluté. Les divers effets provoqués par l'action des ondes ultrasonores dans le liquide sont appelés cavitation ultrasonore.