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昆山舒美解析超声波的工作原理

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-06-06 18:56【
昆山超声仪器有限公司带大家简要的了解下超声波技术的工作原理,供大家参考。

1. 超声波技术工作原理
自1928年美国普林斯顿大学化学实验室的科技人员首次发现超声波有加速化学反应的作用以来,超声波技术发展尤为迅速。20世纪80年代,超声波技术作为一种声学和化学交叉的新兴技术,随着超声波设备的不断改进和完善,使其在食品、医药、军事、工业、日化等诸多领域有了更广泛的应用。超声波是指频率大于20kHz的声波,因其超出了人耳的听力上限,故称之为超声波,按照功率、频率的大小分为高功率低频超声波(20~100kHz)和低功率高频超声波100kHz~10 MHz),前者在食品加工中有广泛的应用,如冷冻、干燥、改性、灭菌、乳化等;后者可用于食品中理化性质的测定。超声波属于机械波的一种,在传播过程中与介质相互作用,使介质的物理性质、状态、生物特性发生改变或加快上述过程,从而达到对物质的改性、乳化、冷冻、干燥等目的。在此过程中会发生一系列效应,将这些效应归结为热作用、机械作用、空化作用。

1.1 热作用
超声波在介质传播的过程中,由于机械震荡使超声波的能量被介质所吸收,导致介质的整体温度和周围边界局部温度上升。这种升温能达到其他加热方式的同等效果,超声波强度越大,热作用越强。

1.2 机械作用
超声波是机械能量的传递形式,会产生线性的交变振动作用,加速质量的传递作用。振动速度、原点位移、加速度以及声压参数可以表现超声效应。机械作用有助于物质的破碎、凝聚、切割等。

1.3 空化作用
超声波在液态介质中传播时,存在一个正负压强的交变周期,对介质分子产生交替的压缩和拉伸作用。当声波足够大时,液体介质受到强烈的正负压强而形成空穴或气泡。随着超声波的传播,有些气泡会重新溶解于液体介质;有些则在拉伸和压缩作用下迅速生长,达到临界半径后发生溃陷、破裂,气泡内会出现高压高温,附近的流体中也形成局部强烈的激波。因此可以产生一系列的次级效应,如乳化作用、分散作用、化学效应等。在流体中应用的超声波技术,绝大多数都是利用超声波的空化作用。