Dmitriy Levkin

Ultratovush- inson qulog'iga eshitiladigan chastota diapazonidan yuqorida joylashgan mexanik tebranishlar (odatda 20 kHz). Ultrasonik tebranishlar yorug'likning tarqalishiga o'xshash to'lqin shaklida tarqaladi. Biroq, vakuumda harakatlanishi mumkin bo'lgan yorug'lik to'lqinlaridan farqli o'laroq, ultratovush gaz, suyuqlik yoki qattiq kabi elastik muhitni talab qiladi.

, (3)

Transvers to'lqinlar uchun u formula bilan aniqlanadi

Ovoz dispersiyasi- monoxromatik tovush to'lqinlarining faza tezligining ularning chastotasiga bog'liqligi. Ovoz tezligining dispersiyasi quyidagicha bo'lishi mumkin jismoniy xususiyatlar muhit va unda begona qo'shimchalar mavjudligi va tovush to'lqini tarqaladigan tananing chegaralari mavjudligi.

Ultrasonik to'lqinlarning turlari

Ko'pgina ultratovush usullari bo'ylama yoki kesish to'lqinlaridan foydalanadi. Bundan tashqari, ultratovush tarqalishining boshqa shakllari, jumladan, sirt to'lqinlari va Qo'zi to'lqinlari mavjud.

Uzunlamasına ultratovush to'lqinlari- tarqalish yo'nalishi muhit zarrachalarining siljish yo'nalishi va tezligiga to'g'ri keladigan to'lqinlar.

Transvers ultratovush to'lqinlari- tana zarralarining siljish yo'nalishlari va tezligi yotadigan tekislikka perpendikulyar yo'nalishda tarqaladigan to'lqinlar, xuddi siljish to'lqinlari.

Yuzaki (Rayleigh) ultratovush to'lqinlari zarrachalarning elliptik harakatiga ega bo'lib, material yuzasiga tarqaladi. Ularning tezligi kesish to'lqinining tarqalish tezligining taxminan 90% ni tashkil qiladi va ularning materialga chuqur kirib borishi taxminan bir to'lqin uzunligiga teng.

Qo'zi to'lqini- erkin chegaralari bo'lgan qattiq plastinkada (qatlamda) tarqaladigan elastik to'lqin, bunda zarrachalarning tebranish siljishi ham to'lqin tarqalish yo'nalishi bo'yicha, ham plastinka tekisligiga perpendikulyar bo'ladi. Qo'zi to'lqinlari elastik to'lqin yo'riqnomasida oddiy to'lqinlarning turlaridan biri - erkin chegaralari bo'lgan plastinkada. Chunki bu to'lqinlar nafaqat elastiklik nazariyasi tenglamalarini, balki plastinka yuzasidagi chegara shartlarini ham qondirishi kerak, ulardagi harakat sxemasi va ularning xossalari chegaralanmagan qattiq jismlardagi to'lqinlarga qaraganda murakkabroqdir.

Ultrasonik to'lqinlarning vizualizatsiyasi

Tekis sinusoidal harakatlanuvchi to'lqin uchun ultratovush intensivligi I formula bilan aniqlanadi

, (5)

V sharsimon harakatlanuvchi to'lqin ultratovush intensivligi manbadan masofa kvadratiga teskari proportsionaldir. V turgan to'lqin I = 0, ya'ni o'rtacha ovoz energiyasi oqimi yo'q. Ultratovush intensivligi Harmonik tekislik harakatlanuvchi to'lqin tovush to'lqinining energiya zichligi tovush tezligiga teng. Ovoz energiyasining oqimi deb ataladigan narsa bilan tavsiflanadi Umov vektori tomonidan- ultratovush intensivligining mahsuloti sifatida to'lqin normal vektori, ya'ni to'lqin jabhasiga perpendikulyar birlik vektori bilan ifodalanishi mumkin bo'lgan tovush to'lqinining energiya oqimi zichligi vektori. Agar tovush maydoni turli chastotali garmonik to'lqinlarning superpozitsiyasi bo'lsa, u holda tovush energiyasi oqimining o'rtacha zichligi vektori uchun komponentlarning qo'shilishi sodir bo'ladi.

Samolyot to'lqinini yaratadigan emitentlar uchun ular haqida gapirishadi radiatsiya intensivligi bu bilan tushunish emitentning o'ziga xos kuchi, ya'ni nurlanish yuzasining birlik maydoniga to'g'ridan-to'g'ri radiatsiya qilingan ovoz kuchi.

Ovoz intensivligi SI birliklarida Vt / m2 da o'lchanadi. Ultratovush texnologiyasida ultratovush intensivligidagi o'zgarishlar diapazoni juda katta - ultratovush konsentratorlari markazida ~ 10 -12 Vt / m 2 chegara qiymatlaridan yuzlab kVt / m 2 gacha.

1-jadval - Ba'zi umumiy materiallarning xususiyatlari

Material	Zichlik, kg / m 3	Uzunlamasına to'lqin tezligi, m / s	Kesish to'lqinining tezligi, m / s	, 10 3 kg / (m 2 * s)
Akril	1180	2670	-	3,15
Havo	0,1	330	-	0,00033
alyuminiy	2700	6320	3130	17,064
Guruch	8100	4430	2120	35,883
Mis	8900	4700	2260	41,830
Shisha	3600	4260	2560	15,336
Nikel	8800	5630	2960	49,544
Poliamid (neylon)	1100	2620	1080	2,882
Chelik (past qotishma)	7850	5940	3250	46,629
Titan	4540	6230	3180	26,284
Volfram	19100	5460	2620	104,286
Suv (293K)	1000	1480	-	1,480

Ultratovushning zaiflashishi

Ultratovushning asosiy xususiyatlaridan biri uning zaiflashuvidir. Ultratovushning zaiflashishi Ovoz to'lqinining amplitudasi va natijada tarqalayotganda kamayishi. Ultratovushning susayishi bir qator sabablarga ko'ra yuzaga keladi. Ulardan asosiylari:

Ushbu sabablarning birinchisi to'lqin nuqta yoki sferik manbadan tarqalayotganda, manba chiqaradigan energiya to'lqin frontining ortib borayotgan yuzasiga taqsimlanishi va shunga mos ravishda birlik yuzasi orqali energiya oqimining kamayishi bilan bog'liq. , ya'ni ... To'lqin yuzasi manbadan r 2 masofada o'sadigan sferik to'lqin uchun to'lqin amplitudasi proportsional ravishda, silindrsimon to'lqin uchun esa proportsional ravishda kamayadi.

Damping omili har bir metr uchun desibelda (dB / m) yoki metr uchun neperlarda (Np / m) ifodalanadi.

Tekis to'lqin uchun masofa bilan amplitudadagi susaytirish koeffitsienti formula bilan aniqlanadi

, (6)

Vaqtga nisbatan zaiflashuv koeffitsienti aniqlanadi

, (7)

Koeffitsientni o'lchash uchun dB / m birligi ham ishlatiladi, bu holda

, (8)

Desibel (dB) akustikada energiya yoki quvvat nisbatini o'lchash uchun logarifmik birlikdir.

, (9)

• Bu erda A 1 - birinchi signalning amplitudasi,
• A 2 - ikkinchi signalning amplitudasi

Keyin o'lchov birliklari (dB / m) va (1 / m) o'rtasidagi munosabatlar quyidagicha bo'ladi:

Interfeysdan ultratovushni aks ettirish

Ovoz to'lqini vosita orasidagi interfeysga tushganda, energiyaning bir qismi birinchi muhitda aks etadi, qolgan energiya esa ikkinchi muhitga o'tadi. Aks ettirilgan energiya va ikkinchi muhitga o'tadigan energiya o'rtasidagi nisbat birinchi va ikkinchi muhitning to'lqin empedanslari bilan belgilanadi. Ovoz tezligining tarqalishi yo'qligida to'lqin empedansi to'lqin shakliga bog'liq emas va quyidagi formula bilan ifodalanadi:

Ko'zgu va uzatish koeffitsientlari quyidagicha aniqlanadi

• bu erda D - tovush bosimini o'tkazish koeffitsienti

Shuni ham ta'kidlash kerakki, agar ikkinchi vosita akustik jihatdan yumshoqroq bo'lsa, ya'ni. Z 1> Z 2, keyin aks etganda to'lqin fazasi 180˚ ga o'zgaradi.

Energiyaning bir muhitdan ikkinchisiga o'tkazuvchanligi ikkinchi muhitga o'tadigan to'lqin intensivligining tushayotgan to'lqinning intensivligiga nisbati bilan aniqlanadi.

, (14)

Ultrasonik to'lqinlarning interferentsiyasi va diffraksiyasi

Ovoz shovqini- kosmosda u yoki bu nuqtada qo'shilgan to'lqinlar fazalari o'rtasidagi munosabatlarga qarab, hosil bo'lgan tovush to'lqinining amplitudasining fazoda taqsimlanishining bir xil emasligi. Bir xil chastotali garmonik to'lqinlar qo'shilganda, amplitudalarning fazoviy taqsimlanishi natijasida vaqtga bog'liq bo'lmagan interferentsiya naqshini hosil qiladi, bu nuqtadan nuqtaga o'tishda tarkibiy to'lqinlarning fazalar farqining o'zgarishiga mos keladi. Ikki interferentli to'lqinlar uchun tekislikdagi bu naqsh tovush maydonini tavsiflovchi miqdorning amplitudasini (masalan, tovush bosimi) kuchaytirish va susaytirishning o'zgaruvchan chiziqlari shakliga ega. Ikki tekis to'lqinlar uchun chiziqlar to'g'ri chiziqli bo'lib, amplituda chiziqlar bo'ylab fazalar farqining o'zgarishiga qarab o'zgaradi. Interferensiyaning muhim maxsus holati - tekislik chegarasidan aksi bilan tekis to'lqinning qo'shilishi; bu holda chegaraga parallel joylashgan tugunlar va antinodlar tekisliklari bilan tik turgan to'lqin hosil bo'ladi.

Ovoz diffraksiyasi- tovushning to'lqinli tabiati tufayli tovush harakatining geometrik akustika qonunlaridan chetga chiqishi. Ovoz diffraktsiyasining natijasi - ultratovush nurlarining emitentdan uzoqlashganda yoki ekrandagi teshikdan o'tgandan keyin ajralib chiqishi, tovush to'lqinlarining to'lqin uzunligi bilan solishtirganda katta bo'lgan to'siqlar ortidagi soya mintaqasiga egilishi, yorug'lik nurlarining yo'qligi. toʻlqin uzunligiga nisbatan kichik boʻlgan toʻsiqlar ortidagi soya va hokazo n.. Boshlangʻich toʻlqinning muhitga oʻrnatilgan toʻsiqlar taʼsirida difraksiyasi natijasida, muhitning oʻzining bir jinsli boʻlmaganligi, shuningdek chegaralarining notekisligi va notekisligi natijasida hosil boʻlgan tovush maydonlari. muhit, tarqoq maydonlar deyiladi. To'lqin uzunligiga nisbatan katta bo'lgan tovush diffraktsiyasi sodir bo'ladigan ob'ektlar uchun geometrik naqshdan og'ish darajasi to'lqin parametrining qiymatiga bog'liq.

, (15)

• Bu erda D - ob'ektning diametri (masalan, ultratovushli emitent yoki to'siqning diametri),
• r - kuzatish nuqtasining ushbu ob'ektdan masofasi

Ultratovush emitentlari

Ultratovush emitentlari- gazsimon, suyuq va qattiq muhitda ultratovush tebranishlari va to'lqinlarini qo'zg'atish uchun ishlatiladigan asboblar. Ultratovush emitentlari har qanday boshqa turdagi energiyani energiyaga aylantiradi.

Ultratovush emitentlari sifatida eng ko'p qo'llaniladi elektroakustik transduserlar... Ushbu turdagi ultratovush emitentlarining ko'pchiligida, xususan piezoelektrik transduserlar , magnitostriktiv transduserlar, elektrodinamik emitentlar, elektromagnit va elektrostatik emitentlar, elektr energiyasi atrof-muhitga akustik to'lqinlarni chiqaradigan har qanday qattiq jismning tebranish energiyasiga (emissiya plitasi, novda, diafragma va boshqalar) aylanadi. Bu transduserlarning barchasi, qoida tariqasida, chiziqli va shuning uchun nurlanish tizimining tebranishlari hayajonli elektr signalini shaklda takrorlaydi; faqat ultratovush emitentining dinamik diapazonining yuqori chegarasiga yaqin tebranishlarning juda yuqori amplitudalarida chiziqli bo'lmagan buzilishlar paydo bo'lishi mumkin.

Monoxromatik to'lqinni chiqarish uchun mo'ljallangan konvertorlarda bu hodisa qo'llaniladi rezonans: ular mexanik tebranish tizimining tabiiy tebranishlaridan birida ishlaydi, uning chastotasiga elektr tebranishlar generatori sozlanadi, bu konvertorni qo'zg'atadi. Qattiq jismni chiqaradigan tizimga ega bo'lmagan elektroakustik transduserlar ultratovush emitentlari sifatida nisbatan kam qo'llaniladi; Bularga, masalan, suyuqlikdagi elektr razryadga yoki suyuqlikning elektr torayishiga asoslangan ultratovush emitentlari kiradi.

Ultratovush transduserining xususiyatlari

Ultratovush emitentlarining asosiy xarakteristikalari ularning chastota spektri chiqarilgan ovoz kuchi, radiatsiya yo'nalishi... Monofastotali nurlanish holatida asosiy xarakteristikalar ish chastotasi ultratovush emitenti va uning chastota diapazoni, chegaralari maksimal nurlanish chastotasidagi qiymatiga nisbatan radiatsiyaviy quvvatning ikki baravar pasayishi bilan belgilanadi. Rezonansli elektroakustik transduserlar uchun ish chastotasi tabiiy chastota konvertorning f 0, va Chiziqning kengligi Df uning bilan belgilanadi sifat omili Q.

Ultratovush emitentlari (elektro-akustik transduserlar) sezgirlik, elektroakustik samaradorlik va o'zlarining elektr impedansi bilan tavsiflanadi.

Ultratovush transduserining sezgirligi- emitentdan ma'lum masofada (ko'pincha 1 m masofada) yo'naltiruvchi xarakteristikaning maksimal darajasidagi ovoz bosimining undagi elektr kuchlanishiga yoki undagi oqimga nisbati. Bu xususiyat ovozli signalizatsiya, sonar tizimlari va boshqa shunga o'xshash qurilmalarda ishlatiladigan ultratovush emitentlariga tegishli. Texnologik maqsadlarda ishlatiladigan emitentlar uchun, masalan, ultratovushli tozalash, koagulyatsiya, kimyoviy jarayonlarga ta'sir qilishda asosiy xarakteristikasi quvvat hisoblanadi. Vt bilan hisoblangan umumiy nurlanish quvvati bilan bir qatorda ultratovush emitentlari ham xarakterlanadi o'ziga xos kuch, ya'ni emissiya yuzasining birlik maydoniga o'rtacha quvvat yoki yaqin sohada o'rtacha radiatsiya intensivligi, Vt / m 2 da hisoblangan.

Tovush muhitiga akustik energiya chiqaradigan elektroakustik transduserlarning samaradorligi ularning qiymati bilan tavsiflanadi. elektroakustik samaradorlik, bu chiqarilgan akustik quvvatning iste'mol qilinadigan elektr quvvatiga nisbati. Akustoelektronikada ultratovush emitentlarining samaradorligini baholash uchun elektr quvvatining akustik quvvatga nisbati (dB da) ga teng bo'lgan elektr yo'qotish omili qo'llaniladi. Ultrasonik payvandlash, ishlov berish va shunga o'xshash ishlarda qo'llaniladigan ultratovush asboblarining samaradorligi samaradorlik koeffitsienti bilan tavsiflanadi, bu konsentratorning ish uchidagi tebranish siljishi amplitudasi kvadratining iste'mol qilinadigan elektr quvvatiga nisbati. transduser tomonidan. Ba'zida ultratovush emitentlarida energiya konversiyasini tavsiflash uchun samarali elektromexanik ulanish koeffitsienti qo'llaniladi.

Emitentning tovush maydoni

Transduserning tovush maydoni ikki zonaga bo'linadi: yaqin zona va uzoq zona. Zona yaqinida bu aks-sado amplitudasi bir qator balandliklar va pastliklar orqali o'tadigan transduser oldidagi maydon. Yaqin zona oxirgi maksimalda tugaydi, u transduserdan N masofada joylashgan. Ma'lumki, oxirgi maksimalning joylashuvi transduserning tabiiy fokusidir. Uzoq zona bu tovush maydoni bosimi asta-sekin nolga tushadigan N orqasidagi maydon.

Oxirgi maksimal N ning akustik o'qdagi holati, o'z navbatida, diametri va to'lqin uzunligiga bog'liq va diskli dumaloq radiator uchun formula bilan ifodalanadi.

, (17)

Biroq, D odatda ancha katta bo'lganligi sababli, tenglamani soddalashtirish va shaklga keltirish mumkin

Ovoz maydonining xarakteristikalari ultratovush transduserining dizayni bilan belgilanadi. Binobarin, o'rganilayotgan sohada tovushning tarqalishi va sensorning sezgirligi uning shakliga bog'liq.

Ultratovushni qo'llash

Ultratovushning turli xil ilovalari, unda uning turli xil xususiyatlari qo'llaniladi, shartli ravishda uch yo'nalishga bo'linishi mumkin. ultratovush to'lqinlari orqali ma'lumot olish bilan bog'liq, - moddaga faol ta'sir qilish va - signallarni qayta ishlash va uzatish bilan (yo'nalishlar ularning tarixiy shakllanishi tartibida sanab o'tilgan). Har bir maxsus dastur uchun ma'lum bir chastota diapazonidagi ultratovush ishlatiladi.

Agar uzluksiz muhitda - gazlar, suyuqliklar yoki qattiq moddalarda muhitning zarralari muvozanat holatidan chiqarilsa, boshqa zarralardan ularga ta'sir qiluvchi elastik kuchlar ularni muvozanat holatiga qaytaradi. Bunday holda, zarralar tebranish harakatini amalga oshiradi. Uzluksiz muhitda elastik tebranishlarning tarqalishi to'lqinsimon jarayondir.
Hertz (Gts) birliklaridan 20 Gertsgacha bo'lgan chastotali tebranishlar deyiladi infrasonik, 20 Hz dan 16 ... 20 kHz gacha bo'lgan chastotada tebranishlar hosil qiladi. eshitiladigan tovushlar. Ultrasonik tebranishlar 16 ... 20 kHz dan 10 8 Gts gacha bo'lgan chastotalarga mos keladi va 10 8 Gts dan ortiq chastotali tebranishlar deyiladi. gipertovushlar... 1.1-rasmda ifodaga asoslangan logarifmik chastota shkalasi ko'rsatilgan lg 2 f = 1, 2, 3 ..., n, qayerda 1, 2, 3 ..., n- oktava raqamlari.

1.1-rasm - Moddiy muhitdagi elastik tebranish diapazonlari

Elastik tebranishlarning fizik tabiati butun chastota diapazonida bir xil. Elastik tebranishlarning mohiyatini tushunish uchun ularning xususiyatlarini ko'rib chiqaylik.
To'lqin shakli to'lqin jabhasining shakli, ya'ni. bir xil fazaga ega bo'lgan nuqtalar to'plami. Samolyotning tebranishlari tekis tovush to'lqinini hosil qiladi, agar silindr emitent bo'lib xizmat qilsa, vaqti-vaqti bilan uning radiusi yo'nalishi bo'yicha qisqarib, kengayib borsa, silindrsimon to'lqin paydo bo'ladi. Chiqarilgan to'lqin uzunligiga nisbatan o'lchamlari kichik bo'lgan nuqta emitenti yoki pulsatsiyalanuvchi to'p sferik to'lqin hosil qiladi.

Ovoz to'lqinlari bo'yicha tasniflanadi to'lqinlar turi : ular qo'zg'alish va tarqalish sharoitlariga qarab bo'ylama, ko'ndalang, egilish, burilish bo'lishi mumkin. Suyuqlik va gazlarda faqat bo'ylama to'lqinlar tarqaladi, qattiq jismlarda ko'ndalang va boshqa sanab o'tilgan to'lqin turlari ham paydo bo'lishi mumkin. Uzunlamasına to'lqinda zarrachalar tebranishlari yo'nalishi to'lqin tarqalish yo'nalishiga to'g'ri keladi (1.2-rasm, a), kesish to'lqini zarrachalar tebranishlari yo'nalishiga perpendikulyar ravishda tarqaladi (1.2-rasm, b) .

a) bo'ylama to'lqinning tarqalishi paytida muhit zarralarining harakati; b) ko'ndalang to'lqinning tarqalishi paytida muhit zarralarining harakati.

1.2-rasm - To'lqin tarqalishida zarrachalar harakati

Har qanday to'lqin, vaqt va makonda tarqaladigan tebranish kabi, xarakterlanishi mumkin chastota , to'lqin uzunligi va amplituda (3-rasm). Bunday holda, to'lqin uzunligi l chastotaga bog'liq f berilgan materialda to'lqinning tarqalish tezligi orqali c: λ = c / f.

1.3-rasm - tebranish jarayonining xarakteristikasi

1.6 Kam energiyali ultratovushli tebranishlarni amaliy qo'llash

Past intensivlikdagi ultratovushli tebranishlarni qo'llash sohasi (odatda 1 Vt / sm 2 gacha) juda keng va biz o'z navbatida past intensivlikdagi ultratovushli tebranishlarning bir nechta asosiy ilovalarini ko'rib chiqamiz.
1. Kimyoviy xususiyatlarni nazorat qilish uchun ultratovush qurilmalari turli materiallar va muhitlar. Ularning barchasi muhitdagi ultratovush tebranish tezligini o'zgartirishga asoslangan va quyidagilarga imkon beradi:
- binar aralashmalarning konsentratsiyasini aniqlash;
- eritmalarning zichligi;
- polimerlanish darajasi;
- eritmalarda aralashmalar, gaz pufakchalari mavjudligi;
- kimyoviy reaksiyalarning sodir bo'lish tezligini aniqlash;
- sut, qaymoq, qaymoqning yog'liligi;
- geterogen tizimlarda dispersiya va boshqalar.
Zamonaviy ultratovush qurilmalarining o'lchamlari 0,05% ni tashkil qiladi, 1 m uzunlikdagi namunalarda tarqalish tezligini o'lchash aniqligi 0,5-1 m / s (metalldagi tezlik 5000 m / s dan ortiq). Deyarli barcha o'lchovlar standart bilan taqqoslash yo'li bilan amalga oshiriladi.
2. Fizikaviy va kimyoviy xususiyatlarni nazorat qilish uchun asboblar ultratovushning zaiflashuvini o'lchashga asoslangan. Bunday qurilmalar yopishqoqlikni, zichlikni, tarkibini, aralashmalar, gazlar va boshqalarni o'lchash imkonini beradi. Amaldagi texnikalar ham taqqoslash usullariga asoslanadi.
3. Quvurlardagi suyuqliklar uchun ultratovushli oqim o'lchagichlar... Ularning harakati, shuningdek, suyuqlik oqimi va yuqori oqim bo'ylab ultratovush tebranishlarining tarqalish tezligini o'lchashga asoslangan. Ikki tezlikni taqqoslash oqim tezligini va quvur liniyasining ma'lum kesimi bilan oqim tezligini aniqlashga imkon beradi. Oqim o'lchagichlardan birining namunasi (O'lchov vositalarining davlat reestrida No 15183) 1.4-rasmda ko'rsatilgan.

1.4-rasm - Statsionar ultratovushli oqim o'lchagich "AKRON"

Bunday oqim o'lchagich suv ta'minoti, kanalizatsiya va neft mahsulotlari bilan ta'minlash tizimlarining bosimli quvurlarida ishlaydigan quvur liniyasiga ulanmagan holda oqim tezligini va suyuqliklarning umumiy hajmini (miqdorini) o'lchaydi. Oqim o'lchagichning ishlash printsipi tranzit vaqtidagi farqni o'lchashdir ultratovush to'lqini boshqariladigan suyuqlikning quyi oqimi va yuqori oqimi, uni keyingi integratsiya bilan bir lahzalik oqim tezligiga qayta hisoblash.
Asbob xatosi yuqori o'lchov chegarasining 2% ni tashkil qiladi. Yuqori va pastki o'lchov chegaralari operator tomonidan o'rnatiladi. Oqim o'lchagichga 50 m gacha (standart sifatida 10 m) RF kabeli orqali ulangan sensor bloki (ikkita ultratovush sensori va ularni quvurga ulash moslamasidan iborat) va elektron blok kiradi. Datchiklar quvur liniyasining tashqi yuzasida axloqsizlik, bo'yoq va zangdan tozalangan tekis qismiga o'rnatiladi. Datchiklarni to'g'ri o'rnatish sharti - datchiklardan keyin - oldida va 5 diametrli - kamida 10 diametrli quvurli tekis quvur qismining mavjudligi.
4. Daraja ko'rsatkichlari
Ishlash printsipi suyuq yoki quyma materiallar darajasining gaz muhiti orqali o'tadigan ultratovush impulslari bilan joylashishiga va bu impulslarning "gaz - boshqariladigan muhit" interfeysidan aks etishi fenomeniga asoslangan. Bunday holda, daraja o'lchovi ovoz tebranishlarining emitentdan ommaviy axborot vositalari orasidagi boshqariladigan interfeysga va qabul qiluvchiga qaytish vaqtidir. O'lchov natijasi shaxsiy kompyuterda ko'rsatiladi, u erda barcha o'lchovlar xotirada saqlanadi, keyinchalik ularni ko'rish va tahlil qilish, shuningdek, ma'lumotlarni yig'ish va qayta ishlashning avtomatlashtirilgan tizimiga ulanish imkoniyati mavjud. Tizimning bir qismi sifatida daraja o'lchagichi davlat mashinalari, nasoslar va boshqa qurilmalarni maksimal darajadan yuqori va minimal qiymatdan past darajada o'z ichiga olishi mumkin, bu esa texnologik jarayonni avtomatlashtirishga imkon beradi. Bundan tashqari, magnitafonlar uchun oqim chiqishi (0,5 mA, 0-20 mA) hosil bo'ladi.
Darajali kalit sizga tanklardagi muhitning haroratini kuzatish imkonini beradi. Asosiy chiqish formati - bu tankning yuqori qismidan uning tarkibidagi moddaning yuzasigacha bo'lgan masofa. Buyurtmachining iltimosiga binoan, kerakli ma'lumotlarni taqdim etgandan so'ng, idishdagi moddaning balandligi, massasi yoki hajmini ko'rsatish uchun qurilmani o'zgartirish mumkin.
5. Gaz tarkibining ultratovushli analizatorlari gazlar aralashmasidagi ultratovush tezligining ushbu aralashmani tashkil etuvchi gazlarning har biridagi tezliklarga bog'liqligidan foydalanishga asoslangan.
6. Xavfsizlik ultratovush qurilmalari ultratovush maydonlarining turli parametrlarini o'lchashga asoslangan (emitent va qabul qiluvchi orasidagi bo'shliq bir-biriga yopishganda tebranishlar amplitudasi, harakatlanuvchi ob'ektdan aks ettirilganda chastotaning o'zgarishi va boshqalar).
7. Atrof-muhit harorati o'zgarganda yoki tutun paydo bo'lganda tarqalish tezligining o'zgarishiga asoslangan gaz harorati o'lchagichlari va yong'in signallari.
8. Ultrasonik buzilmaydigan sinov uchun asboblar. Buzilmaydigan sinov materiallar va mahsulotlar sifatini ta'minlashning asosiy texnologik usullaridan biridir. Bir nechta mahsulotni sinovdan o'tkazmasdan ishlatmaslik kerak. Sinov orqali tekshirishingiz mumkin, lekin siz 1-10 ta elementni sinab ko'rishingiz mumkin, ammo barcha elementlarning 100% ni tekshira olmaysiz, chunki tekshirish - bu barcha mahsulotlarni buzishni anglatadi. Shuning uchun uni yo'q qilmasdan tekshirish kerak.
Eng arzon, eng oddiy va sezgir usullardan biri buzilmaydigan tekshirishning ultratovush usulidir. Boshqa buzilmaydigan sinov usullariga nisbatan asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat:

- materialning chuqur ichida joylashgan nuqsonlarni aniqlash, bu kirib borish qobiliyatini yaxshilash tufayli mumkin bo'ldi. Ultratovush tekshiruvi bir necha metr chuqurlikda amalga oshiriladi. Har xil mahsulotlar tekshiruvdan o'tkaziladi, masalan: uzun po'lat novdalar, aylanadigan shtamplar va boshqalar;
- bir necha millimetr uzunlikdagi o'ta kichik nuqsonlarni aniqlashda yuqori sezuvchanlik;
- ichki nuqsonlarning joylashishini aniq aniqlash, ularning hajmini, yo'nalishi, shakli va tabiatining xususiyatlarini baholash;
- mahsulotning faqat bir tomoniga kirishning etarliligi;
- nuqsonlarni deyarli bir zumda aniqlashni ta'minlaydigan elektron vositalar yordamida jarayonni nazorat qilish;
- material hajmini tekshirish imkonini beruvchi volumetrik skanerlash;
- sog'liq uchun ehtiyot choralari talab qilinmaydi;
- uskunaning ko'chma qobiliyati.

1.7 Yuqori intensiv ultratovushli tebranishlarni amaliy qo'llash

Bugungi kunda yuqori energiyali ultratovushli tebranishlar yordamida amalga oshirilgan va kuchaytirilgan asosiy jarayonlar odatda amalga oshirilayotgan muhit turiga qarab uchta asosiy kichik guruhga bo'linadi (1.5-rasm).

1.5-rasm - Yuqori energiyali ultratovushli tebranishlarni qo'llash

Atrof muhit turiga qarab jarayonlar shartli ravishda jarayonlarga bo'linadi suyuq, qattiq va termoplastik materiallarda va gazsimon (havo) muhitda. Keyingi bo'limlarda suyuq, qattiq va termoplastik materiallarda, gazsimon muhitda jarayonlarni kuchaytirish jarayonlari va qurilmalari batafsil ko'rib chiqiladi.
Keyinchalik, yuqori energiyali ultratovushli tebranishlar yordamida amalga oshirilgan asosiy texnologiyalarning misollarini ko'rib chiqamiz.
1. O'lchovli ishlov berish.

Ultrasonik tebranishlar mo'rt va o'ta qattiq materiallar va metallarni qayta ishlash uchun ishlatiladi.
Ultrasonik tebranishlar bilan kuchaygan asosiy texnologik jarayonlar burg'ulash, qarama-qarshilik, tishli tishlash, simni tortish, silliqlash, silliqlash, murakkab teshiklarni burg'ulashdir. Ushbu texnologik jarayonlarning kuchayishi asbobga ultratovushli tebranishlar qo'llanilishi tufayli sodir bo'ladi.
2. Ultrasonik tozalash.
Bugungi kunda yuzalarni turli ifloslantiruvchi moddalardan tozalashning ko'plab usullari mavjud. Ultrasonik tozalash tezroq, yuqori sifatni ta'minlaydi va erishish qiyin bo'lgan joylarni yuvadi. Bu juda zaharli, yonuvchan va qimmat erituvchilarni oddiy suv bilan almashtirishni ta'minlaydi.
Yuqori chastotali ultratovushli tebranishlar yordamida avtomobil karbüratörleri va injektorlari bir necha daqiqada tozalanadi.
Tozalashning tezlashishi sababi kavitatsiyada, suyuqlikda eng kichik gaz pufakchalari hosil bo'lgan maxsus hodisadir. Bu pufakchalar yorilib (portlaydi) va kuchli suv oqimlarini hosil qiladi, ular barcha kirlarni yuvadi. Bu kir yuvish mashinalari va kichik kir yuvish mashinalari bugungi kunda mavjud bo'lgan printsipdir. Kavitatsiya jarayonini amalga oshirish xususiyatlari va uning salohiyati alohida ko'rib chiqiladi. UZ metalllarni silliqlash pastalaridan, prokatni shkaladan, qimmatbaho toshlarni sayqallash joylaridan tozalaydi. Bosib chiqarish plitalarini tozalash, matolarni yuvish, ampulalarni yuvish. Murakkab quvurlarni tozalash. Tozalashdan tashqari, ultratovush kichik burmalarni olib tashlashga, parlatishga qodir.
Suyuq muhitda ultratovush ta'siri mikroorganizmlarni yo'q qiladi va shuning uchun tibbiyot va mikrobiologiyada keng qo'llaniladi.
Ultrasonik tozalashning yana bir amalga oshirilishi ham mumkin.
- tutunni havodagi qattiq zarralardan tozalash. Buning uchun tuman va tutunning ultratovush ta'siri ham qo'llaniladi. Ultrasonik maydondagi zarralar faol harakat qila boshlaydi, to'qnashadi va bir-biriga yopishadi va devorlarga yotqiziladi. Ushbu hodisa ultratovushli koagulyatsiya deb ataladi va aerodromlar, yo'llar va dengiz portlarida tumanga qarshi kurashish uchun ishlatiladi.
3. Ultrasonik payvandlash.
Hozirgi vaqtda yuqori intensiv ultratovushli tebranishlar yordamida polimer termoplastik materiallar payvandlanadi. Polietilen quvurlarni, qutilarni, qutilarni payvandlash mukammal sızdırmazlığı ta'minlaydi. Boshqa usullardan farqli o'laroq, ultratovush bilan ifloslangan plastmassalar, suyuq quvurlar va boshqalarni pishirish mumkin. Bunday holda, tarkib sterilizatsiya qilinadi.
Ultrasonik payvandlash eng nozik folga yoki simni metall qismga payvandlash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, ultratovushli payvandlash sovuq payvandlashdir, chunki tikuv erish haroratidan past haroratda hosil bo'ladi. Shunday qilib, alyuminiy, tantal, zirkonyum, niobiy, molibden va boshqalar payvandlash orqali birlashtiriladi.
Hozirgi vaqtda ultratovushli payvandlash yuqori tezlikda qadoqlash jarayonlari va polimer qadoqlash materiallarini ishlab chiqarish uchun eng katta dasturni topdi.
4. Lehimlash va qalaylash
Alyuminiy yuqori chastotali ultratovushli tebranishlar yordamida lehimlanadi. Ultratovush yordamida avval imkonsiz bo'lgan keramika va shishani qalaylash va keyin lehimlash mumkin. Ferritlar, yarimo'tkazgich kristallarini oltin bilan qoplangan qutilarga lehimlash bugungi kunda ultratovush texnologiyasidan foydalangan holda amalga oshiriladi.
5. Zamonaviy kimyoda ultratovush
Hozirgi vaqtda adabiy manbalardan ma'lum bo'lishicha, kimyoda yangi yo'nalish - ultratovushli kimyo shakllangan. Ultratovush ta'sirida sodir bo'ladigan kimyoviy o'zgarishlarni o'rganib, olimlar ultratovush nafaqat oksidlanishni tezlashtirishini, balki ba'zi hollarda kamaytiruvchi ta'sir ko'rsatishini aniqladilar. Shunday qilib, temir oksidlar va tuzlardan qaytariladi.
Quyidagi kimyoviy-texnologik jarayonlarning ultratovushini kuchaytirish bo'yicha yaxshi ijobiy natijalarga erishildi:
- elektrodepozitsiya, polimerizatsiya, depolimerizatsiya, oksidlanish, qaytarilish, dispersiya, emulsifikatsiya, aerozol koagulyatsiyasi, gomogenlash, singdirish, eritish, purkash, quritish, yoqish, ko'nlash va boshqalar.
Elektrodepozitsiya - yotqizilgan metall nozik kristalli tuzilishga ega bo'ladi, g'ovaklik kamayadi. Shunday qilib, mis qoplama, qalaylash, kumushlash amalga oshiriladi. Jarayon tezroq va qoplamaning sifati an'anaviy texnologiyalarga qaraganda yuqori.
Emulsiyalarni olish: suv va yog', suv va efir moylari, suv va simob. Aralashmaslik to'sig'i ultratovush yordamida bartaraf etiladi.
Polimerizatsiya (molekulalarning bittaga birikmasi) - polimerlanish darajasi ultratovush chastotasi bilan tartibga solinadi.
Dispersiya - bo'yoqlarni olish uchun o'ta nozik pigmentlarni olish.
Quritish - isitishsiz biologik faol moddalar. Oziq-ovqat, farmatsevtika sanoatida.
Suyuqlik va eritmalarni püskürtmek. Spray quritgichlarda jarayonlarning kuchayishi. Eritmalardan metall kukunini olish. Ushbu buzadigan amallar qurilmalari aylanadigan va ishqalanadigan qismlarni yo'q qiladi.
Ultrasonik suyuqlik va qattiq yoqilg'ining yonish samaradorligini 20 barobar oshiradi.
Emdirish. Suyuqlik singdirilgan materialning kapillyarlari orqali yuzlab marta tezroq o'tadi. U tom yopish materiallari, shpallar, tsement plitalari, tekstolit, getinaks ishlab chiqarishda, yog'ochni o'zgartirilgan qatronlar bilan singdirishda qo'llaniladi.
6. Metallurgiyada ultratovush.
- Ma'lumki, erish paytida metallar alyuminiy va uning qotishmalari gazlarini o'zlashtiradi. Eritilgan metalldagi barcha gazlarning 80% H2 ni tashkil qiladi. Bu metall sifatining yomonlashishiga olib keladi. Gazlarni ultratovush yordamida olib tashlash mumkin, bu esa mamlakatimizda maxsus texnologik sikl yaratish va undan metallar ishlab chiqarishda keng foydalanish imkonini berdi.
- Ultrasonik metallarning qattiqlashishini rag'batlantiradi
- Chang metallurgiyasida ultratovush ishlab chiqarilgan materialning zarrachalarini yopishtirishga yordam beradi. Bu yuqori bosimli muhrlanish zaruratini yo'q qiladi.
7. UZ konchilikda.
Ultratovushdan foydalanish quyidagi texnologiyalarni amalga oshirishga imkon beradi:
- neft quduqlari devorlaridan kerosinni olib tashlash;
- shaxtalarda metanning purkash natijasida portlashlarini bartaraf etish;
- rudalarni ultratovush yordamida boyitish (ultratovush yordamida flotatsiya usuli).
8. Qishloq xo'jaligida KM.
Ultrasonik tebranishlar ekishdan oldin urug'lar va donlarga foydali ta'sir ko'rsatadi. Shunday qilib, ekishdan oldin pomidor urug'ini davolash mevalar sonining ko'payishini ta'minlaydi, pishish vaqtini kamaytiradi va vitaminlar miqdorini oshiradi.
Qovun va makkajo'xori urug'larini ultratovush bilan davolash hosilning 40% ga oshishiga olib keladi.
Ultrasonik urug'larni qayta ishlashda dezinfektsiyani ta'minlash va suyuqlikdan kerakli mikroelementlarni kiritish mumkin.
9. Oziq-ovqat sanoati.
Amalda quyidagi texnologiyalar allaqachon joriy etilmoqda:
- gomogenizatsiya sterilizatsiyasi uchun sutni qayta ishlash;
- Muzlatilgan sutning saqlash muddati va sifatini oshirish uchun qayta ishlash
- yuqori sifatli quruq sut olish;
- pishirish uchun emulsiyalarni olish;
- xamirturushni 15% ga qayta ishlash ularning fermentatsiya kuchini oshiradi;
- aromatik moddalarni olish, kartoshka pyuresi, jigardan yog'ni ajratib olish;
- tish toshlarini ajratish;
- o'simlik va hayvonot xomashyosini qazib olish;
- Parfyum ishlab chiqarish (yil o'rniga 6 ... 8 soat).
10. Biologiyada ultratovush.
- ultratovushning katta dozalari mikroorganizmlarni (stafilokokklar, streptokokklar, viruslar) o'ldiradi;
- ultratovush ta'sirining past intensivligi mikroorganizmlar koloniyalarining o'sishiga yordam beradi;
11. Insonga ta'sir qilish.
0,1 ... 0,4 Vt / sm gacha bo'lgan intensivlikdagi ultratovushli ta'sir terapevtik ta'sirga ega. Amerikada 0,8 Vt / sm gacha bo'lgan intensivlikka ta'sir qilish shifobaxsh hisoblanadi.
12. Tibbiyotda.
Ultrasonik skalpellar, tashqi va ichki liposaksiya uchun asboblar, laparoskopik asboblar, inhalerlar, massajerlar keng qo'llaniladi va turli kasalliklarni davolaydi.
Quyida keltirilgan ma'ruzalar kursi turli sohalardagi talabalar, aspirantlar, muhandislar va texnologlarni ultratovush texnologiyalari asoslari bilan oldindan tanishtirish uchun mo'ljallangan va ultratovush tebranishlarining paydo bo'lishi nazariyasi va amaliyoti bo'yicha fundamental bilimlarni berishga mo'ljallangan. yuqori intensivlikdagi ultratovushli tebranishlardan foydalanish.

19-asrning oxirida akustikaning rivojlanishi bilan ultratovush kashf qilindi, bir vaqtning o'zida ultratovushning birinchi tadqiqotlari boshlandi, ammo uni qo'llash uchun asoslar faqat 20-asrning birinchi uchdan birida qo'yildi.

Ultratovush va uning xususiyatlari

Tabiatda ultratovush ko'plab tabiiy shovqinlarning tarkibiy qismi sifatida topiladi: shamol shovqinida, sharsharalarda, yomg'irda, dengiz toshlarida, chaqmoq oqimlarida. Mushuklar va itlar kabi ko'plab sutemizuvchilar ultratovushni 100 kHz gacha bo'lgan chastotada idrok etish qobiliyatiga ega va yarasalar, tungi hasharotlar va dengiz hayvonlarining joylashish qobiliyatlari hammaga yaxshi ma'lum.

Ultratovush- inson qulog'iga eshitiladigan chastota diapazonidan yuqorida joylashgan mexanik tebranishlar (odatda 20 kHz). Ultrasonik tebranishlar yorug'likning tarqalishiga o'xshash to'lqin shaklida tarqaladi. Biroq, vakuumda harakatlanishi mumkin bo'lgan yorug'lik to'lqinlaridan farqli o'laroq, ultratovush gaz, suyuqlik yoki qattiq kabi elastik muhitni talab qiladi.

To'lqinning asosiy parametrlari to'lqin uzunligi, chastota va davrdir. Ultrasonik to'lqinlar o'z tabiatiga ko'ra eshitiladigan diapazondagi to'lqinlardan farq qilmaydi va bir xil fizik qonunlarga bo'ysunadi. Ammo, ultratovushning o'ziga xos xususiyatlari bor, bu uning fan va texnologiyada keng qo'llanilishini aniqladi. Mana asosiylari:

• 1. Kichik to'lqin uzunligi. Eng past ultratovush diapazoni uchun ko'pgina ommaviy axborot vositalarida to'lqin uzunligi bir necha santimetrdan oshmaydi. Qisqa to'lqin uzunligi ultratovush to'lqinlarining nurlanish tarqalishini aniqlaydi. Emitent yaqinida ultratovush emitterning o'lchamiga yaqin o'lchamdagi nurlar shaklida tarqaladi. Muhitda bir hil bo'lmagan holatga tushganda, ultratovush nuri o'zini yorug'lik nuri kabi tutadi, aks ettirish, sinish, tarqalishni boshdan kechiradi, bu esa sof optik effektlar (fokuslash, diffraktsiya va boshqalar) yordamida optik shaffof bo'lmagan muhitda tovush tasvirlarini yaratishga imkon beradi.
• 2. Qisqa muddatli tebranishlar davri, bu ultratovushni impulslar ko'rinishida chiqarish va muhitda tarqaladigan signallarni aniq vaqt tanlashni amalga oshirish imkonini beradi.

Kichik amplituda tebranish energiyasining yuqori qiymatlarini olish imkoniyati, chunki tebranish energiyasi chastota kvadratiga proportsionaldir. Bu sizga ultratovush nurlari va maydonlarni yaratishga imkon beradi yuqori daraja energiya, shu bilan birga katta o'lchamli uskunalarni talab qilmaydi.

Ultrasonik maydonda sezilarli akustik oqimlar rivojlanadi. Shuning uchun ultratovushning atrof-muhitga ta'siri o'ziga xos ta'sirlarni keltirib chiqaradi: fizik, kimyoviy, biologik va tibbiy. Kavitatsiya, tovush kapillyar effekti, dispersiya, emulsifikatsiya, gazsizlantirish, dezinfeksiya, mahalliy isitish va boshqalar.

Etakchi kuchlar - Angliya va Frantsiya dengiz flotining dengiz tubini o'rganishga bo'lgan ehtiyojlari akustika sohasidagi ko'plab olimlarning qiziqishini uyg'otdi, tk. bu suvda uzoqqa keta oladigan signalning yagona turi. Shunday qilib, 1826 yilda frantsuz olimi Kolladon suvdagi tovush tezligini aniqladi. 1838 yilda Qo'shma Shtatlarda telegraf kabelini yotqizish uchun dengiz tubining profilini aniqlash uchun birinchi marta tovush ishlatilgan. Tajriba natijalari umidsizlikka uchradi. Qo'ng'iroq ovozi juda zaif aks-sado berdi, dengizning boshqa tovushlari orasida deyarli eshitilmasdi. Yo'naltirilgan tovush nurlarini yaratishga imkon beradigan yuqori chastotalar mintaqasiga borish kerak edi.

Birinchi ultratovush generatori 1883 yilda ingliz Frensis Galton tomonidan yaratilgan. Ultratovush puflaganda pichoqning chetida hushtak kabi yaratilgan. Galtonning hushtakidagi bunday nuqtaning rolini o'tkir qirralari bo'lgan silindr o'ynadi. Havo yoki boshqa gaz bosim ostida silindrning qirrasi bilan bir xil diametrli halqali ko'krak orqali chiqib ketdi va yuqori chastotali tebranishlar paydo bo'ldi. Vodorod bilan hushtak chalish orqali 170 kHz gacha tebranishlarni olish mumkin edi.

1880 yilda Per va Jak Kyuri ultratovush texnologiyasi uchun hal qiluvchi kashfiyot qildilar. Aka-uka Kyurilar kvars kristallariga bosim o‘tkazilganda kristalga qo‘llaniladigan kuchga to‘g‘ridan-to‘g‘ri proportsional bo‘lgan elektr zaryadi paydo bo‘lishini payqashdi. Ushbu hodisa yunoncha so'zdan kelib chiqqan holda "pyezoelektrik" deb nomlandi, bu "itarish" degan ma'noni anglatadi. Bundan tashqari, ular kristalga tez o'zgaruvchan elektr potentsiali qo'llanilganda, uning tebranishiga sabab bo'lganida o'zini namoyon qiladigan teskari piezoelektrik effektni namoyish etdilar. Bundan buyon kichik o'lchamli emitentlar va ultratovush qabul qiluvchilarni ishlab chiqarishning texnik imkoniyati paydo bo'ldi.

Aysberg bilan to'qnashuvdan "Titanik" ning o'limi, yangi qurollar - suv osti kemalari bilan kurashish zarurati ultratovushli gidroakustikaning jadal rivojlanishini talab qildi. 1914 yilda frantsuz fizigi Pol Langevin iste'dodli rus emigrant olimi Konstantin Vasilevich Shilovskiy bilan birgalikda birinchi marta ultratovushli emitent va gidrofondan tashkil topgan sonarni - piezoelektrik effektga asoslangan ultratovush tebranishlarini qabul qiluvchini yaratdi. Sonar Langevin - Shilovskiy, birinchi ultratovush apparati edi amaliyotda qo'llaniladi. Shu bilan birga rus olimi S.Ya.Sokolov sanoatda ultratovushli nuqsonlarni aniqlash asoslarini ishlab chiqdi. 1937 yilda nemis psixiatri Karl Dussik o'zining ukasi fizik Fridrix bilan birgalikda miya shishlarini aniqlash uchun birinchi marta ultratovush tekshiruvidan foydalangan, ammo ular olingan natijalar ishonchsiz edi. Tibbiy amaliyotda ultratovush tekshiruvi birinchi marta 1950-yillarda Qo'shma Shtatlarda qo'llanilgan.

XXI asr radioelektronika, atom, fazoni zabt etish va ultratovush asri. Hozirgi kunda ultratovush fani nisbatan yosh. 19-asrning oxirida rus olimi-fiziologi P. N. Lebedev o'zining birinchi tadqiqotlarini o'tkazdi. Shundan so'ng ko'plab taniqli olimlar ultratovushni o'rganishni boshladilar.

Ultratovush nima?

Ultratovush - bu muhitning zarralari tomonidan yaratilgan tarqaladigan to'lqin. Uning o'ziga xos xususiyatlari bor, ular eshitiladigan diapazondagi tovushlardan farq qiladi. Ultrasonik diapazonda yo'naltirilgan nurlanishni olish nisbatan oson. Bundan tashqari, u yaxshi fokuslanadi va buning natijasida amalga oshirilgan tebranishlarning intensivligi oshadi. Qattiq jismlarda, suyuqliklarda va gazlarda tarqalayotganda, ultratovush texnologiya va fanning ko'plab sohalarida amaliy qo'llanilishini topgan qiziqarli hodisalarni keltirib chiqaradi. Bugungi kunda hayotning turli sohalarida roli juda katta bo'lgan ultratovush nima.

Ultratovushning fan va amaliyotdagi ahamiyati

So'nggi yillarda ultratovush o'ynay boshladi ilmiy tadqiqot ortib borayotgan rol. Akustik oqimlar va ultratovushli kavitatsiya sohasida eksperimental va nazariy tadqiqotlar muvaffaqiyatli o'tkazildi, bu olimlarga ta'sir qilganda yuzaga keladigan texnologik jarayonlarni ishlab chiqishga imkon berdi. suyuq faza ultratovush. Bu fizika kabi bilim sohasidagi turli hodisalarni o'rganishning kuchli usuli. Ultratovush, masalan, yarimo'tkazgichlar va qattiq jismlar fizikasida qo'llaniladi. Bugungi kunda kimyoning "ultratovushli kimyo" deb ataladigan alohida sohasi shakllanmoqda. Uning qo'llanilishi ko'plab kimyoviy texnologik jarayonlarni tezlashtirishga imkon beradi. Molekulyar akustika ham dunyoga keldi - akustikaning modda bilan molekulyar oʻzaro taʼsirini oʻrganuvchi yangi sohasi.Ultratovushni qoʻllashning yangi sohalari: golografiya, introskopiya, akustoelektronika, ultratovush fazasini oʻlchash, kvant akustikasi paydo boʻldi.

Bu boradagi tajriba va nazariy ishlardan tashqari, bugungi kunda ko‘plab amaliy ishlar ham bajarildi. Maxsus va universal ultratovush mashinalari, ortib borayotgan statik bosim ostida ishlaydigan qurilmalar va boshqalar ishlab chiqildi.Ishlab chiqarish liniyalariga kiritilgan ultratovushli avtomatik qurilmalar ishlab chiqarishga joriy etildi, bu esa mehnat unumdorligini sezilarli darajada oshirishi mumkin.

Ultratovush haqida ko'proq

Keling, ultratovush nima haqida batafsilroq gapiraylik. Biz allaqachon bu elastik to'lqin va ultratovush 15-20 kHz dan ortiq ekanligini aytdik. Eshitishimizning sub'ektiv xususiyatlari ultratovush chastotalarining pastki chegarasini aniqlaydi, bu uni eshitiladigan tovush chastotasidan ajratib turadi. Shuning uchun bu chegara shartli bo'lib, har birimiz ultratovush nima ekanligini turli yo'llar bilan belgilaydi. Yuqori chegara elastik to'lqinlar bilan ko'rsatilgan, ularning jismoniy tabiat... Ular faqat moddiy muhitda tarqaladi, ya'ni to'lqin uzunligi gazdagi molekulalarning o'rtacha erkin yo'lidan yoki qattiq va suyuqliklardagi atomlararo masofadan sezilarli darajada katta bo'lishi kerak. Gazlarda normal bosimda ultratovush chastotalarining yuqori chegarasi 10 9 Gts, qattiq va suyuqliklarda esa 10 12 -10 13 Gts ni tashkil qiladi.

Ultratovush manbalari

Ultratovush tabiatda ko'plab tabiiy shovqinlarning (palapartishlik, shamol, yomg'ir, er osti toshlari, shuningdek, momaqaldiroq oqimlari bilan birga keladigan tovushlar va boshqalar) tarkibiy qismi sifatida va hayvonot dunyosining ajralmas qismi sifatida paydo bo'ladi. Ba'zi hayvonlar turlari undan kosmosga yo'naltirish, to'siqlarni aniqlash uchun foydalanadilar. Delfinlar tabiatda ultratovushdan foydalanishlari ham ma'lum (asosan 80 dan 100 kHz gacha bo'lgan chastotalar). Bunday holda, ular tomonidan chiqarilgan radar signallarining kuchi juda yuqori bo'lishi mumkin. Ma'lumki, delfinlar ulardan bir kilometrgacha masofada joylashganlarni aniqlashga qodir.

Ultratovushning emitentlari (manbalari) 2 ta katta guruhga bo'linadi. Birinchisi, doimiy oqim yo'lida - suyuqlik yoki gaz oqimida o'rnatilgan to'siqlar mavjudligi sababli tebranishlar qo'zg'atiladigan generatorlar. Ultratovush manbalarini birlashtirish mumkin bo'lgan ikkinchi guruh - bu oqim yoki elektr kuchlanishining berilgan tebranishlarini atrof-muhitga akustik to'lqinlar chiqaradigan qattiq jism tomonidan amalga oshiriladigan mexanik tebranishlarga aylantiruvchi elektroakustik o'zgartirgichlar.

Ultratovush qabul qiluvchilar

O'rta va ultratovushli qabul qiluvchilarda elektroakustik transduserlar ko'pincha piezoelektrik turdagi. Ular tovush bosimining vaqtga bog'liqligi sifatida ifodalangan qabul qilingan akustik signalning shaklini takrorlashi mumkin. Qurilmalar keng polosali yoki rezonansli bo'lishi mumkin - ular qanday foydalanish shartlariga mo'ljallanganligiga qarab. Vaqt bo'yicha o'rtacha ovoz maydoni xususiyatlarini olish uchun termal qabul qiluvchilar ishlatiladi. Ular tovushni yutuvchi material bilan qoplangan termistorlar yoki termojuftlardir. Ovoz bosimi va intensivligini ultratovush yordamida yorug'likning diffraktsiyasi kabi optik usullar bilan ham baholash mumkin.

Ultratovush qayerda qo'llaniladi?

Uni qo'llashning ko'plab sohalari mavjud va ultratovushning turli xususiyatlari qo'llaniladi. Ushbu sohalarni taxminan uch yo'nalishga bo'lish mumkin. Ulardan birinchisi ultratovush to'lqinlari yordamida turli xil ma'lumotlarni olish bilan bog'liq. Ikkinchi yo'nalish - uning moddaga faol ta'siri. Uchinchisi esa signallarni uzatish va qayta ishlash bilan bog'liq. Har bir holatda ma'lum bir UZ ishlatiladi. Biz u o'z qo'llanilishini topgan ko'plab sohalardan faqat bir nechtasini yoritamiz.

Ultratovush yordamida tozalash

Bunday tozalash sifatini boshqa usullar bilan taqqoslab bo'lmaydi. Ehtiyot qismlarni yuvishda, masalan, ifloslantiruvchi moddalarning 80% ga yaqini ularning yuzasida qoladi, taxminan 55% - tebranish bilan tozalash, taxminan 20% - qo'lda tozalash va ultratovush bilan tozalashda 0,5% dan ko'p bo'lmagan ifloslanish qoladi. Murakkab shaklga ega bo'lgan qismlar faqat ultratovush bilan yaxshi tozalanishi mumkin. Uni qo'llashning muhim afzalligi - yuqori mahsuldorlik, shuningdek, jismoniy mehnatning arzonligi. Bundan tashqari, qimmat va yonuvchan organik erituvchilarni arzon va xavfsiz suvli eritmalar bilan almashtirish, suyuq freon va boshqalarni ishlatish mumkin.

Jiddiy muammo - havoning kuyikish, tutun, chang, metall oksidi va boshqalar bilan ifloslanishi. Atrof-muhit namligi va haroratidan qat'i nazar, gaz rozetkalarida havo va gazni ultratovushli tozalash usulidan foydalanishingiz mumkin. Agar ultratovushli emitter changni cho'ktiruvchi kameraga joylashtirilsa, uning samaradorligi yuzlab marta oshadi. Bunday tozalashning mohiyati nimada? Havoda tasodifiy harakatlanadigan chang zarralari ultratovush tebranishlari ta'sirida bir-biriga kuchliroq va tez-tez uriladi. Bundan tashqari, ularning birlashishi tufayli ularning hajmi ortadi. Koagulyatsiya - bu zarrachalarning kengayish jarayoni. Maxsus filtrlar ularning og'irlashtirilgan va kattalashtirilgan to'planishini ushlaydi.

Mo'rt va o'ta qattiq materiallarga mexanik ishlov berish

Agar ultratovush yordamida ishlov beriladigan qism va asbobning ishchi yuzasi orasiga kiritilgan bo'lsa, u holda emitentning ishlashi paytida abraziv zarralar ushbu qismning yuzasida harakat qiladi. Shu bilan birga, material yo'q qilinadi va olib tashlanadi, ko'plab yo'naltirilgan mikro ta'sirlar ta'sirida qayta ishlanadi. Qayta ishlash kinematikasi asosiy harakat - kesish, ya'ni asbob tomonidan bajariladigan bo'ylama tebranishlar va yordamchi - apparat amalga oshiradigan besleme harakatidan iborat.

Ultratovush turli xil ishlarni bajarishi mumkin. Uzunlamasına tebranishlar abraziv donalar uchun energiya manbai hisoblanadi. Ular qayta ishlangan materialni yo'q qiladi. Oziqlantirish harakati (yordamchi) aylana, ko'ndalang va bo'ylama bo'lishi mumkin. Ultratovushni qayta ishlash juda aniq. Abrasivning qanday don hajmiga qarab, u 50 dan 1 mikrongacha o'zgaradi. Asboblardan foydalanish turli shakllar, siz nafaqat teshiklarni, balki murakkab kesimlarni, kavisli boltalarni ham qilishingiz, o'yib chizishingiz, maydalashingiz, qoliplarni yasashingiz va hatto olmosni burg'ulashingiz mumkin. Abrasiv sifatida ishlatiladigan materiallar korund, olmos, kvarts qumi, chaqmoq toshlaridir.

Elektronikada ultratovush

Texnikada ultratovush ko'pincha radioelektronika sohasida qo'llaniladi. Bu sohada ko'pincha boshqasiga nisbatan elektr signalini kechiktirish kerak. Olimlar ultratovushli kechikish liniyalaridan (LZ deb qisqartirilgan) foydalanishni taklif qilish orqali muvaffaqiyatli yechim topdilar. Ularning harakati elektr impulslarining ultratovushga aylanishiga asoslanadi.Bu qanday sodir bo'ladi? Gap shundaki, ultratovush tezligi elektromagnit tebranishlar tomonidan ishlab chiqilganidan ancha past. Elektr mexanik tebranishlarga teskari konvertatsiya qilingandan so'ng kuchlanish pulsi kirish pulsiga nisbatan chiziq chiqishida kechiktiriladi.

Pyezoelektrik va magnitostriktiv transduserlar elektr tebranishlarini mexanik tebranishlarga va aksincha aylantirish uchun ishlatiladi. LZ, o'z navbatida, piezoelektrik va magnitostriktivga bo'linadi.

Tibbiyotda ultratovush

Tirik organizmlarga ta'sir qilish uchun ultratovushning har xil turlari qo'llaniladi. Tibbiy amaliyotda uni qo'llash hozir juda mashhur. U biologik to'qimalarda ultratovush orqali o'tganda yuzaga keladigan ta'sirlarga asoslanadi. To'lqinlar muhit zarralarining tebranishini keltirib chiqaradi, bu esa o'ziga xos to'qima mikromassajini yaratadi. Va ultratovushning so'rilishi ularning mahalliy isishiga olib keladi. Biroq, ichida biologik muhitlar ma'lum fizik va kimyoviy o'zgarishlar sodir bo'ladi. O'rtacha qaytarilmas zarar bo'lsa, bu hodisalar sabab bo'lmaydi. Ular faqat metabolizmni yaxshilaydi va shuning uchun ularga bo'ysunadigan organizmning hayotiy faoliyatiga hissa qo'shadi. Bunday hodisalar ultratovush terapiyasida qo'llaniladi.

Jarrohlikdagi ultratovush

Kavitatsiya va yuqori intensivlikdagi kuchli isitish to'qimalarni yo'q qilishga olib keladi. Ushbu ta'sir bugungi kunda jarrohlikda qo'llaniladi. Fokal ultratovush jarrohlik operatsiyalari uchun qo'llaniladi, bu esa atrofdagilarga zarar bermasdan, eng chuqur tuzilmalarda (masalan, miya) mahalliy vayron bo'lishiga imkon beradi. Jarrohlikda ultratovushli asboblar ham qo'llaniladi, ularda ishchi uchi fayl, skalpel, igna kabi ko'rinadi. Ularning ustiga qo'yilgan tebranishlar ushbu qurilmalarga yangi sifatlarni beradi. Kerakli harakatlar sezilarli darajada kamayadi, shuning uchun operatsiyaning shikastlanish darajasi kamayadi. Bundan tashqari, analjezik va gemostatik ta'sir namoyon bo'ladi. Ultratovush yordamida to'mtoq asbob bilan ta'sir qilish tanada paydo bo'lgan ayrim turdagi neoplazmalarni yo'q qilish uchun ishlatiladi.

Biologik to'qimalarga ta'sir qilish mikroorganizmlarni yo'q qilish uchun amalga oshiriladi va dori vositalari va tibbiy asboblarni sterilizatsiya qilishda qo'llaniladi.

Ichki organlarni tekshirish

Asosan, biz qorin bo'shlig'ini o'rganish haqida gapiramiz. Shu maqsadda to'qimalar va anatomik tuzilmalarning turli xil anomaliyalarini topish va tanib olish uchun maxsus foydalanish mumkin. Vazifa ko'pincha quyidagicha: malign shakllanish mavjudligiga shubha bor va uni yaxshi yoki yuqumli shakllanishdan ajratish talab qilinadi.

Ultratovush tekshiruvi jigarni tekshirish va boshqa muammolarni hal qilish uchun foydalidir, jumladan, o't yo'llarining obstruktsiyasi va kasalliklarini aniqlash, shuningdek, o't pufagini tekshirish, unda toshlar va boshqa patologiyalar mavjudligini aniqlash. Bundan tashqari, siroz va boshqa diffuz benign jigar kasalliklarini o'rganish qo'llanilishi mumkin.

Ginekologiya sohasida, asosan, tuxumdonlar va bachadonni tahlil qilishda, ultratovushni qo'llash uzoq vaqt davomida alohida muvaffaqiyat bilan amalga oshirilgan asosiy yo'nalish bo'lib kelgan. Ko'pincha, bu erda benign va malign shakllanishlarni farqlash ham kerak, bu odatda eng yaxshi kontrast va fazoviy ruxsatni talab qiladi. Shu kabi xulosalar ko'plab boshqa ichki organlarni tekshirishda foydali bo'lishi mumkin.

Stomatologiyada ultratovush tekshiruvidan foydalanish

Ultratovush stomatologiyada ham o'z yo'lini topdi, bu erda tosh toshni olib tashlash uchun ishlatiladi. Bu sizga tezda, qonsiz va og'riqsiz blyashka va toshni olib tashlash imkonini beradi. Bunday holda, og'iz bo'shlig'i shilliq qavati shikastlanmaydi va bo'shliqning "cho'ntaklar" dezinfektsiya qilinadi. Og'riq o'rniga bemorda issiqlik hissi paydo bo'ladi.

Ultratovush

Ultratovush- odam uchun eshitish chegarasidan yuqori chastotali elastik tebranishlar. 18000 gerts dan yuqori chastotalar odatda ultratovush diapazoni hisoblanadi.

Ultratovushning mavjudligi uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lsa-da, uning amaliy qo'llanilishi juda yosh. Hozirgi vaqtda ultratovush turli fizik va texnologik usullarda keng qo'llaniladi. Shunday qilib, muhitda tovushning tarqalish tezligiga qarab, uning jismoniy xususiyatlarini baholash mumkin. Ultrasonik chastotalarda tezlikni o'lchash juda kichik xatolar bilan, masalan, tez jarayonlarning adiabatik xususiyatlarini, gazlarning o'ziga xos issiqlik sig'imi qiymatlarini va qattiq jismlarning elastik konstantalarini aniqlashga imkon beradi.

Ultratovush manbalari

Sanoat va biologiyada qo'llaniladigan ultratovush tebranishlarining chastotasi bir necha MGts tartibida. Bunday tebranishlar odatda piezoelektrik bariy titanit transduserlari yordamida yaratiladi. Ultratovush tebranishlarining kuchi asosiy ahamiyatga ega bo'lgan hollarda ultratovushning mexanik manbalari odatda qo'llaniladi. Dastlab, barcha ultratovush to'lqinlari mexanik ravishda qabul qilindi (tyuning vilkalar, hushtaklar, sirenalar).

Tabiatda ultratovush to'lqinlari ko'plab tabiiy shovqinlarning tarkibiy qismi sifatida (shamol, sharshara, yomg'ir shovqinida, dengiz sathidan o'ralgan toshlarning shovqinida, chaqmoq oqimlari bilan birga keladigan tovushlarda va boshqalar) topiladi. hayvonlar dunyosining tovushlari. Ba'zi hayvonlar to'siqlarni aniqlash va kosmosga yo'naltirish uchun ultratovush to'lqinlaridan foydalanadilar.

Ultratovush emitentlarini ikkita katta guruhga bo'lish mumkin. Birinchisiga emitent-generatorlar kiradi; ulardagi tebranishlar doimiy oqim yo'lida to'siqlar mavjudligi - gaz yoki suyuqlik oqimi tufayli hayajonlanadi. Emitentlarning ikkinchi guruhi elektro-akustik transduserlardir; ular elektr kuchlanish yoki oqimning allaqachon belgilangan tebranishlarini qattiq jismning mexanik tebranishiga aylantiradi, bu esa atrof-muhitga akustik to'lqinlarni chiqaradi.

Galton hushtak

Birinchi ultratovushli hushtak 1883 yilda ingliz Galton tomonidan yaratilgan. Ultratovush bu erda havo oqimi urilganda pichoqning chetida baland tovush kabi yaratiladi. Galton hushtakidagi bunday uchi rolini kichik silindrsimon rezonans bo'shlig'idagi "labda" o'ynaydi. Bo'shliq silindrdan o'tgan yuqori bosimli gaz bu labga uriladi; tebranishlar paydo bo'ladi, ularning chastotasi (taxminan 170 kHz) nozul va labning o'lchamiga qarab belgilanadi. Galton hushtagining kuchi past. U asosan it va mushuklarni o'rgatishda buyruq berish uchun ishlatiladi.

Suyuq ultratovushli hushtak

Ko'pgina ultratovush hushtaklari suyuq muhitda ishlashga moslashtirilishi mumkin. Ultratovushning elektr manbalari bilan solishtirganda, suyuq ultratovush hushtaklari kam quvvatga ega, ammo ba'zida, masalan, ultratovushli homogenizatsiya uchun ular muhim afzalliklarga ega. Ultrasonik to'lqinlar to'g'ridan-to'g'ri suyuq muhitda paydo bo'lganligi sababli, bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda ultratovush to'lqinlarining energiyasi yo'qolmaydi. Ehtimol, eng muvaffaqiyatlisi XX asrning 50-yillari boshlarida ingliz olimlari Kottel va Gudman tomonidan yaratilgan suyuq ultratovushli hushtakning dizayni. Unda yuqori bosimli suyuqlik oqimi elliptik nozuldan chiqadi va po'lat plastinkaga yo'naltiriladi. Ushbu dizaynning turli xil modifikatsiyalari bir hil muhitni olish uchun keng qo'llaniladi. Dizaynning soddaligi va barqarorligi tufayli (faqat tebranish plitasi yo'q qilinadi) bunday tizimlar bardoshli va arzon.

Siren

Ultratovushning mexanik manbalarining yana bir turi sirendir. U nisbatan yuqori quvvatga ega va politsiya va o't o'chirish mashinalarida qo'llaniladi. Barcha aylanadigan sirenalar yuqoridan disk (stator) bilan yopilgan kameradan iborat bo'lib, unda ko'p sonli teshiklar hosil bo'ladi. Kamera ichida aylanadigan diskda bir xil miqdordagi teshiklar mavjud - rotor. Rotor aylanganda, undagi teshiklarning holati vaqti-vaqti bilan statordagi teshiklarning holatiga to'g'ri keladi. Siqilgan havo kameraga doimiy ravishda etkazib beriladi, u rotor va statordagi teshiklar bir-biriga to'g'ri kelganda qisqa daqiqalarda undan chiqariladi.

Sirenalarni ishlab chiqarishda asosiy vazifa, birinchi navbatda, rotorda imkon qadar ko'proq teshik ochish, ikkinchidan, uning aylanish tezligining yuqori bo'lishiga erishishdir. Biroq, amalda bu ikkala talabni qondirish juda qiyin.

Tabiatda ultratovush

Ultratovushni qo'llash

Tibbiyotda ultratovushning diagnostik qo'llanilishi (ultratovush)

Ultratovushning inson yumshoq to'qimalarida yaxshi tarqalishi, rentgen nurlari bilan solishtirganda nisbiy zararsizligi va magnit-rezonans tomografiya bilan solishtirganda foydalanish qulayligi tufayli ultratovush insonning ichki organlari, ayniqsa qorin bo'shlig'i holatini ko'rish uchun keng qo'llaniladi. va tos bo'shlig'i.

Tibbiyotda ultratovushning terapevtik qo'llanilishi

Diagnostik maqsadlarda keng qo'llanilishidan tashqari (qarang Ultratovush ), ultratovush tibbiyotda terapevtik vosita sifatida ishlatiladi.

Ultratovush quyidagi ta'sirga ega:

• yallig'lanishga qarshi, so'rilishi mumkin
• analjezik, antispazmodik
• teri o'tkazuvchanligini kavitatsiya bilan kuchaytirish

Fonoforez - ultratovush va uning yordamida kiritilgan dorivor moddalar (ham dori vositalari, ham tabiiy kelib chiqishi) bilan to'qimalarga ta'sir qiladigan kombinatsiyalangan usul. Ultratovush ta'sirida moddalarning o'tkazuvchanligi epidermis va teri bezlari, hujayra membranalari va qon tomir devorlarining mayda moddalar uchun o'tkazuvchanligi oshishi bilan bog'liq. molekulyar og'irlik, ayniqsa - bishofit minerallarining ionlari. Dori vositalari va tabiiy moddalarni fonoforez qilish qulayligi:

• ultratovush orqali yuborilganda dorivor modda yo'q qilinmaydi
• ultratovush va terapevtik moddaning ta'sirining sinergizmi

Bishofit ultrafonoforez uchun ko'rsatmalar: osteoartrit, osteoxondroz, artrit, bursit, epikondilit, to'pig'i, tayanch-harakat tizimining shikastlanishidan keyingi holatlar; Nevrit, neyropatiya, radikulit, nevralgiya, asab shikastlanishi.

Bishofit jeli qo'llaniladi va ta'sirlangan hududning mikro massaji emitentning ishchi yuzasi tomonidan amalga oshiriladi. Texnika labil, fonoforez uchun odatiy (bo'g'imlarning, umurtqa pog'onasining UVF bilan, bachadon bo'yni mintaqasida intensivlik 0,2-0,4 Vt / sm2, ko'krak va lomber mintaqada - 0,4-0,6 Vt / sm2).

Ultratovush yordamida metallni kesish

An'anaviy metall kesish dastgohlarida siz metall qismda, masalan, besh qirrali yulduz shaklida tor, murakkab teshikni bura olmaysiz. Ultratovush yordamida magnitostriktiv vibrator har qanday shakldagi teshikni burg'ulashi mumkin. Ultrasonik chisel frezalash mashinasini to'liq almashtiradi. Bundan tashqari, bunday chisel frezalash mashinasiga qaraganda ancha oson va u metall qismlarni frezalash mashinasiga qaraganda arzonroq va tezroq qayta ishlay oladi.

Siz hatto ultratovush yordamida metall qismlar, shisha, yoqut yoki olmosda vintli iplarni yasashingiz mumkin. Odatda, ip birinchi navbatda yumshoq metalldan tayyorlanadi, so'ngra uning qismi qattiqlashadi. Ultrasonik mashinada iplar allaqachon qotib qolgan metallda va eng qattiq qotishmalarda tayyorlanishi mumkin. Markalar bilan ham xuddi shunday. Odatda shtamp ehtiyotkorlik bilan tugagandan so'ng qattiqlashadi. Ultrasonik mashinada eng murakkab ishlov berish ultratovush to'lqini sohasida abraziv (zumrad, korund kukuni) tomonidan amalga oshiriladi. Ultratovush maydonida doimiy tebranishda, qattiq kukun zarralari qayta ishlanayotgan qotishma ichiga kesiladi va bit bilan bir xil shakldagi teshikni kesadi.

Ultratovush yordamida aralashmalarni tayyorlash

Ultratovush bir hil aralashmalarni tayyorlash uchun keng qo'llaniladi (homogenizatsiya). 1927 yilda amerikalik olimlar Limus va Vud bir-biriga aralashmaydigan ikkita suyuqlik (masalan, moy va suv) bir stakanga quyilsa va ultratovush ta'siriga duchor bo'lsa, stakanda emulsiya, ya'ni moyning nozik suspenziyasi hosil bo'lishini aniqladilar. suv. Bunday emulsiyalar sanoatda muhim rol o'ynaydi: laklar, bo'yoqlar, farmatsevtika, kosmetika.

Biologiyada ultratovushdan foydalanish

Ultratovushning hujayra membranalarini sindirish qobiliyati biologik tadqiqotlarda qo'llanilishini topdi, masalan, hujayrani fermentlardan ajratish kerak bo'lganda. Ultratovush shuningdek, mitoxondriya va xloroplastlar kabi hujayra ichidagi tuzilmalarni ularning tuzilishi va funktsiyasi o'rtasidagi munosabatni o'rganish uchun yo'q qilish uchun ishlatiladi. Biologiyada ultratovushning yana bir qo'llanilishi uning mutatsiyalarni keltirib chiqarish qobiliyati bilan bog'liq. Oksforddagi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, hatto past intensivlikdagi ultratovush ham DNK molekulasiga zarar etkazishi mumkin. Mutatsiyalarni sun'iy maqsadli yaratish o'simliklar seleksiyasida muhim rol o'ynaydi. Ultratovushning boshqa mutagenlarga nisbatan asosiy afzalligi ( rentgen nurlari, ultrabinafsha nurlar) bilan ishlash juda oson.

Tozalash uchun ultratovushdan foydalanish

Mexanik tozalash uchun ultratovushdan foydalanish uning ta'siri ostida suyuqlikda turli xil chiziqli bo'lmagan ta'sirlarning paydo bo'lishiga asoslanadi. Bularga kavitatsiya, akustik oqimlar va tovush bosimi kiradi. Asosiy rolni kavitatsiya o'ynaydi. Uning pufakchalari ifloslanish yaqinida paydo bo'lib, ularni yo'q qiladi. Bu ta'sir sifatida tanilgan kavitatsiya eroziyasi... Ushbu maqsadlar uchun ishlatiladigan ultratovush past chastotali va kuchaygan kuchga ega.

Laboratoriya va sanoat sharoitida erituvchi (suv, spirt va boshqalar) bilan to'ldirilgan ultratovushli vannalar kichik qismlarni va idishlarni yuvish uchun ishlatiladi. Ba'zan ularning yordami bilan hatto ildiz ekinlari (kartoshka, sabzi, lavlagi va boshqalar) tuproq zarralaridan yuviladi.

Oqimni o'lchashda ultratovushni qo'llash

Ultrasonik oqim o'lchagichlar sanoatda o'tgan asrning 60-yillaridan boshlab suv va issiqlik tashuvchisi oqimini va o'lchashni nazorat qilish uchun ishlatilgan.

Kamchiliklarni aniqlashda ultratovushni qo'llash

Ultratovush ba'zi materiallarda yaxshi tarqaladi, bu esa ushbu materiallardan tayyorlangan mahsulotlarning ultratovush nuqsonlarini aniqlash uchun foydalanish imkonini beradi. So'nggi paytlarda ultratovushli mikroskopiya yo'nalishi rivojlanmoqda, bu materialning er osti qatlamini yaxshi piksellar bilan o'rganish imkonini beradi.

Ultrasonik payvandlash

Ultrasonik payvandlash - ultratovush tebranishlari ta'siri ostida amalga oshiriladigan bosimli payvandlash. Ushbu turdagi payvandlash isitish qiyin bo'lgan qismlarni birlashtirish uchun yoki o'xshash bo'lmagan metallar yoki metallarni kuchli oksidli plyonkalar (alyuminiy, zanglamaydigan po'lat, permalloy magnit yadrolari va boshqalar) bilan birlashtirishda ishlatiladi. Shunday qilib, ultratovushli payvandlash integral mikrosxemalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Elektrokaplamada ultratovushdan foydalanish

Ultratovush galvanik jarayonlarni kuchaytirish va elektrokimyoviy ishlab chiqarilgan qoplamalar sifatini yaxshilash uchun ishlatiladi.