功率超声与清洗技术

 超声波是物理学的一个分支,它是指频率在２０ｋＨｚ以上的声波．由于它具有良好的束射性、很高的强度和很强的穿透能力等特点,所以应用十分广泛．超声波的应用可以分为两大类：一类是检测超声;另一类是功率超声．检测超声是利用超声波的性质来对物质进行各种检验和测量,如Ｂ超、流量和液位测量等;而功率超声则是利用超声波振动形式的能量使物质的一些物理、化学和生物性质或状态发生改变。利用超声波进行清洗,是功率超声一种最广泛的应用,它起始于五十年代初,其特点是清洗速度快、质量高、易于实现自动化．特别适用于清洗表面形状复杂的工件,如对于精密工件上空穴、狭缝、凹槽、微孔及暗洞处,通常的洗刷方法难以奏效.     

超声波清洗技术及应用

 超声波是频率在人耳听觉范围上限(16kHz～20kHz)以上的声波,超声波因其频率高、方向性强、穿透本领大,尤其是在液体中能产生空化现象等特点,已被广泛应用到许多领域。超声波应用技术甚多,主要分为检测超声、医学超声、声表面波、功率超声及高频超声等,超声波清洗技术(以下简称“超声清洗”)是功率超声应用最广泛的一种。超声清洗有时被称“无刷清洗”,把工件放入超声清洗机中,无需任何刷、搓、滚动等清洗动作,污物“自动”从工件表面脱落,一会儿就干净如新,看起来非常神奇,那么,它究竟是怎样清洗的呢?     

声致空化简介

文章对强声波尤其是超声波通过液体介质时发生空化现象的成因及其作用作一简介.     

超声波和超声场

 声波是一种机械波,如果用频率来表征声波,并以人的感觉频率为分界线,可把声波划分为次声波(f<20Hz)可闻声波(20Hz≤f≤20kHz)及所谓超声波,它是指频率大于20kHz以上的声波。一般认为人耳所能听见频率的上限为20kHz。由于超声波的波长短,相同的振幅情况下,质点振动传递的能量就大得多,超声波在传播时就具有了与光传播时类似的特性,可以借助于光学的一些原理来研究它。计算表明,在液体中传播着超声波,其质点振动加速度的幅值可高达重力加速度的上百万倍!波长短的超声波的显著特征是方向性强,这样可用它采集信息,特别是材料内部的信息,因为超声波几乎能穿透任何材料。这对于某些其他辐射能量不能穿透的材料,超声波便显示出其独特的优越性。因之,超声波在工业、医疗等科技领域中有着重要的应用。     

空化粉碎结石的试验研究

体外冲击波碎石术已经在临床上取得了成功的应用,但其引起的空化对组织的损伤以及如何合理利用空化来提高碎石效率还有待更细致的研究.本文利用兆赫兹频率级别的聚焦超声换能器诱发冲击波作用于结石模型材料,采用不同的声波参数包括频率、强度、占空比等进行了实验.结果表明,聚焦冲击波对结石的损伤呈凹坑状;空化在凹坑形成初期起到主导作用;采用高低频搭配的脉冲超声波可以实现对结石模型最大的损伤.     

超声波与化学

 超声波指的是频率高于2×1O⁴Hz的声波,可分为两大类,一类是利用它的能量来改变材料的某些状态,称为功率超声;另一类是利用它来采集信息,特别是材料内部的信息.     

复合频率超声波清洗声场均匀性研究

采用计算机摸拟技术,设计加工了一种复合频率超声波清洗槽,在同一个声波发射面(槽底)上,粘接3组不同频率的超声波换能器振子。在大功率实用状态下,研究测试了清洗槽内各单一频率及复合频率时声场电压的相对分布情况,并在染料水溶液中用铜版纸真实记录了单一频率及复合频率的声场分布情况。结果表明,复合频率的超声波清洗比传统的单频超声波清洗效果更好,充分发挥了不同频率的声波特性,消除了驻波场,使声场更加均匀。     

超声波与选矿测试

 声波是一种机械纵波。其频率超过人类听觉上限的声波称为超声波。通常指高于20000Hz的声波。由于它的频率高,波长短,从而衍射弱,方向性好,容易获得较高的声压和声强,在固体和液体中有较大的穿透能力。     

换热器内超声空化效应影响因素数值研究

对超声波参数和换热器参数对超声波空化效应影响的研究,能够找出最佳的超声波参数使其防除垢效果更好。本文利用数值计算方法研究了超声波功率、频率和换热器内介质温度以及换热管的型式对超声空化的影响。结果表明,随着超声波功率的增大,水中汽含率也增大,而且变化也相对激烈;随着频率的增加汽含率先增大后降低,20 kHz为最佳频率;介质温度越高,空化效应越强烈;管径波动较多的波纹管更有利于空化效应的产生和发展。     

听不见的声音——次声波

 人耳的听觉范围在20 ～20000 Hz之间，频率高于20 000 Hz的声波叫做超声波，频率低于20Hz的声波叫做次声波，他们都是我们无法听到的声音。下面就简单地向大家介绍一下次声波。     

双泡超声空化计算分析

将由速度势叠加原理得到的双泡超声空化动力学微分方程归一化,通过matlab语言编程计算,分析了水中空化泡的线度、双泡间距、声压幅值、声波频率等因素对空化过程的影响. 在双泡超声空化动力学微分方程中引入双频超声,探讨了双泡双频超声问题. 研究表明泡的线度是决定空化特性的主要因素,声压幅值对空化特性的影响最大,其次是超声波的频率;双泡间的相互作用影响空化特性,这种影响随双泡间距的增大而减弱;双频超声对双泡空化特性的影响有限,这种影响在两超声分量的声压幅值相等时较强. 关键词： 超声空化 双泡 双频超声     

次声波及其应用

 次声波又称亚声波,是频率低于可听声频率范围的声波,其频率范围大致是10-4Ｈｚ～20Ｈｚ。这种声波人耳虽然听不到,但是可以感觉到它的存在。这种声波在声学范围内还是一个比较新的领域。由于它具有较强的穿透能力,因此具有很大的实践意义。次声波与超声波不同,通常具有破坏作用,是有害的。次声波的研究开始于第一次世界大战期间,在以后的50多年时间虽然少有研究,但人们发现天然次声和人工次声都对人的状况和行为具有强烈的作用。次声波还可以作为一种新式武器,不仅能用来消灭敌人,而且还可以用来摧毁工业和民用目标。     

声空化泡对声传播的屏蔽特性*

该文介绍了声空化液体中声波被反常吸收的现象,即驱动声压越大,吸收越强,远场声压越低。研究给出其物理机理是高声压导致强空化,空化泡吸收驱动能量辐射高次谐波,高频声波更易被液体吸收,最终形成更低的远场声压。为了克服空化屏蔽,改善声空化的均匀性,提出了改变工作液体的空化阈值的思路。并就简单的双层液体系统进行了计算和实验,结果证实这种思路的正确性。     

超声效应与超声刀

超声亦称超声波,是指频率高于人类听觉上限频率(约2×104Hz)的声波,其波长范围约为10-2~10-6m。超声波在媒质中传播时,由于声波和媒质间的相互作用,使媒质发生一系列物理和化学变化,也会出现一系列力学、光学、电学、化学等超声效应。超声产生这些效应的基本作用主要有三个:(1)线性交变的振动作用,是由于媒质在一定频率和声强的超声波作用下作受迫振动,而使媒质质点的位移、速度、加速度以及媒质中的应力等分别达到一定数值而产生一系列超声效应。(2)由于超声振动的非线性而产生锯齿波形效应和各种直流定向力(如辐射压力和平均粘滞力等),并…     

声波在含气泡液体中传播特性及产热效应*

该文对含气泡液体中的声波方程采用线性分析方法,研究了超声波在含气泡液体中的传播特性以及产热效应。当声波在含气泡液体中传播时,气泡的存在会影响声波的传播,在声波频率接近气泡共振频率的频段内,声信号在液体中传播时剧烈衰减,而在声波频率远远高于或低于气泡共振频率时,声波的传播基本不受影响。在接近气泡共振的频段内,声波耗散的能量最终转化为热能。同时液体中的气泡会在声波驱动下径向振动并辐射声波,伴随气泡壁在液体中的粘滞振动,热量随之产生。结果表明,两种产热机制分别在不同频段起主导作用。     

超声波及其应用

超声就是普通的弹性介质的机械扳动,这种振动以一定的速度传播并且具有一定的能量。超声波——是介质的互相更替的稠密和稀疏。超声的传播速度与介质的弹性和介质的密度有关。超声波的波长,也和普通的声波一样,决定于两相隣的稠密或稀疏之间的距离。超声频率的下限     

朗之万（Langevin Paul，1872—1946）法国物理学家（Physicist，France）

19世纪90年代末期朗之万去剑桥大学在汤姆孙指导下学习。1902年回索邦，在居里C27指导下学习。1904年，在法兰西学院获得物理学教授职位。他在法国公众中普及推广爱因斯坦朗的理论，正如艾丁顿向英、美公众所做的那样。他最著名的工作是使用超声波。这些超声波可由压电效应产生，采用无线电电路可以相当快速地变换电位，从而使晶体振动加快，足以产生超声频率范围内的声波。超声波从微小物体反射远比普通声波容易得多。     

超声波作用下泡群的共振声响应

从球状泡群气泡动力学方程出发, 考虑泡群间次级声辐射的影响, 得到了声场中两泡群共同存在时气泡振动的动力学方程, 并以此为基础探讨声波驱动下双泡群振动系统的共振响应特征. 由于泡群间气泡间的相互作用, 系统存在低频共振和高频共振现象, 两不同共振频率的数值与泡群内气泡的本征频率相关. 泡群内气泡的本征频率又受到初始半径、泡群大小和泡群内气泡数量的影响. 气泡自由振动和驱动声波的耦合激起泡群内气泡的受迫振动, 气泡初始半径、气泡数密度和驱动声波频率等都会影响泡群内气泡的振动幅值和初相位. 关键词： 气泡群 共振 声响应 超声空化     

声场中气泡运动的混沌特性

以水为工作介质,考虑了液体的可压缩性,研究了声场中气泡的运动特性,模拟了声波频率、声压幅值、气泡初始半径以及液体的表面张力和黏滞系数的变化对气泡运动状态的影响. 分析了空化处理效果与气泡运动状态之间关系. 结果表明:气泡运动处于混沌状态,是提高声空化降解有机污染物能力的最重要因素. 关键词： 声空化 混沌 相图 功率谱图     

基于锁定放大器的声速测量法

介绍一种用锁定放大器替代示波器确定声波相位,进行声速测量的方法.利用锁定放大器的高灵敏度、高信噪比的特点,能有效地提高实验装置的抗干扰性和测量准确度,被测量对象也可由原单一频率的超声波改变为任意频率的声波.本实验不确定度<5%,若采用更精密的仪器,实验不确定度很容易达到0 5%.