Рубрика «Ультразвук»

Когда в конце второй мировой войны союзные войска вступили на территорию Германии, технические эксперты начали усиленные поиски работ и патентов, относящихся к ультразвуку. Дело в том, что в Германии в 30-х годах нашего столетия было проведено много фундаментальных исследований по вопросам практического применения звуковых волн, частоты которых лежат выше верхней границы частот, воспринимаемых человеческим ухом, то есть выше 16 кГц. В конце 40-х — начале 50-х годов у многих ученых возникла уверенность, что именно ультразвук решит многочисленные технические проблемы, возникшие перед человечеством.

Практика в основном развеяла ту шумиху, которая была поднята вокруг исследований по ультразвуку. И все же, несмотря на задержки, препятствия и заблуждения, ультразвук сегодня применяется в самых различных областях промышленности, науки и медицины: от сверлений квадратных отверстий в стекле до производства соусов, от исследований внутриутробного развития ребенка до чрезвычайно тонкой хирургии мозга, от обработки радиолокационных сигналов до получения объемных изображений предметов. Тысяч слов недостаточно для того, чтобы рассказать о всех областях применения ультразвука. Поэтому ограничимся лишь некоторыми из них.

Мы уже говорили о проникающей способности акустических волн в жидкостях и твердых телах. Особое преимущество ультразвука обусловлено тем обстоятельством, что сверхкороткие звуковые волны (как мы отмечали ранее), подобно световым, можно фокусировать и посылать в любом нужном нам направлении. Исследования возможностей использования ультразвука проводятся по двум основным направлениям. Первое связано с интенсивными ультразвуковыми пучками и соответствующими эффектами, возникающими в веществе при их прохождении. Второе касается слабых ультразвуковых волн. Эти когерентные волны чаще всего предназначаются для передачи информации о среде, в которой они распространяются. Возможность использования слабого ультразвука для той или иной цели — в отличие от интенсивного — зависит от свойств среды, в которой возбуждается и распространяется ультразвук.

Источники ультразвука

Ультразвуковая чистка

Приготовление смесей с помощью ультразвука

Ультразвук в металлургии

Ультразвук в химии

Ультразвук в биологии и медицине

Ультразвуковая дефектоскопия

Ультразвук в медицине

Ультразвуковая томография

Ультразвуковая голография

Ультразвук в электронике

Ультразвук в металлургии

С переменным успехом ультразвук использовался в различных отраслях металлургической промышленности. Непосредственное применение высокоинтенсивный ультразвук нашел при пайке алюминиевых деталей. На воздухе алюминий быстро покрывается тонкой пленкой окиси алюминия, которая препятствует пайке и которую, в отличие от других окисей металлов, очень трудно удалять с поверхности с помощью различных флюсов. В настоящее время имеется множество таких флюсов, …

Ультразвуковая голография

В настоящее время, пожалуй, наиболее интересной и бурно развивающейся областью оптики является голография. Этот метод был разработан в 1947 году Деннисом Габором. Голография позволяет световые волны, исходящие от объекта, «заморозить» на фотопластинке, а затем, когда потребуется, полностью восстановить картину, осветив фотопластинку соответствующим образом. В результате наблюдатель может видеть трехмерное изображение первоначального объекта. Сегодня методы получения …

Ультразвуковая томография

Для визуализации трещин в металлических деталях и заготовках зонд (щуп) обычно перемещают по поверхности металла. Выходные сигналы с ультразвукового зонда поступают на электронно-лучевую трубку- на ее экране получается изображение поперечного сечения заготовки. В 1950 году ультразвуковой зонд был использован в онкологии — для получения видимой картины опухоли груди. Это были первые ультразвуковые «рентгенограммы» человеческого тела. …

Ультразвуковая чистка

ультразвуковая чистка

Ультразвуковая чистка — это тип процесса очистки, в котором используется кавитация, вызванная чередованием циклов сжатия и разрежения на ультразвуковых частотах.

Источники ультразвука

Прежде чем говорить о применении ультразвука, следует сказать несколько слов о способах его получения. Чаще всего для этого используют пьезоэлектрические или магнитострикционные преобразователи. Частота сверхвысокочастотных ультразвуковых волн, применяемых в промышленности и биологии, лежит в диапазоне порядка нескольких мегагерц. Фокусировка таких пучков обычно осуществляется с помощью линз и зеркал (в сонарах, рабочая частота которых около нескольких …

Ультразвук в химии

Первые эксперименты по использованию ультразвука в гальваностегии привели к некоторому разочарованию. Но последовавшие за этим теоретические исследования подтвердили правильность основных принципов ультразвуковых методов. Теперь уже достаточно ясно, что ультразвуковое облучение способствует электролитическому осаждению, удаляя пузырьки, которые стремятся скапливаться на покрываемой металлом поверхности, очищая ее и, возможно, даже освобождая от образовавшихся зерен осаждаемого металла. Во всех …

Приготовление смесей с помощью ультразвука

Очень широко применяется ультразвук для приготовления однородных смесей (гомогенизации). Можно привести длинный перечень веществ, полученных таким образом. История этого метода восходит к 1927 году, когда американские ученые Лумис и Вуд обнаружили, что если две несмешивающиеся жидкости (например, масло и воду), слить в одну мензурку и подвергнуть облучению ультразвуком, то в мензурке образуется эмульсия, или коллоидный …