Princip ultrazvučnog testiranja

Kraći od običnih zvučnih talasa, dužine talasa ultrazvuka čine dobar pravac, ali i kroz neprozirni materijal, ova karakteristika se široko koristi u ultrazvučnim testovima, debljini, merenju udaljenosti, daljinskom upravljaču i tehnologiji ultrazvučnog slikanja. Ultrazvučno slikanje je tehnologija koja USES ultrazvuk predstavlja unutrašnju sliku neprozirnih objekata. Od pretvarača ultrazvučnog akustičnog sočiva fokusiranog na neprozirni uzorak, ultrazvuk koji se prenosi iz prolaznih uzoraka bio je deo informacija (kao što je sposobnost refleksije, apsorpcije i rasipanja zvučnih talasa), akustična sočiva konvergiraju na piezoelektričnom prijemniku, pojačavač ulaza električnog signala, pomoću sistema za skeniranje, može prikazati neprozirnu sliku uzorka na ekranu. Uređaj se zove ultrazvučni mikroskop. Tehnologija ultrazvučnog slikanja se široko primenjuje u medicinskom pregledu, pri izradi mikroelektronskog uređaja koji se koristi za pregled velikog integrisanog kola, koristi se za prikazivanje legura različitih kompozicija u području nauke materijala i granice zrna itd. Akustična holografija je ultrazvučna princip mešanja zapisa i reprodukcija trodimenzionalne slike neprozirne akustične tehnologije slike, njen princip i optička holografija su u suštini isti, samo zapisi znače drugačije (vidi holografiju). Sa istom ultrazvučnom motivom signala, dva pretvarača se postavljaju u tečnost, pokrenuli su dva koherentna zraka ultrazvuka: snop kroz objekat koji je proučavan nakon što je postao talas, gomila referentnog talasa. Objektni val i referentni talasni koherentni superpozicioni akustični hologram formirani na površini tečnosti, sa akustičnim hologramom laserskog zraka, koristeći refleksiju lasera na akustičnom efektu difrakcije efekta holograma i povratak stvari, obično pomoću kamere i televizora za posmatranje u realnom vremenu .

Značenje ultrazvučnog čišćenja

Ultrazvučni efekat čišćenja je više od ljudskog talasa prenosa audio signala u tečnosti. Kada je ultrazvučno razmnožavanje u deterdžentu, zbog zvuka je uzdužni talas, uzdužni talas koji promoviše ulogu medija može da promeni pritisak tečnosti, što rezultira mnogim sitnim vakuumskim balonom, koji se naziva "efekat kavitacije". Kada se pucanje balonima na mehuriće može proizvesti snažan uticaj, može biti u fiksiranju objekata unutar ugljičnog prljavštine raspršenog i poboljšati efekat pranja pranja, zahvaljujući dužini ultrazvučne frekvencije takanami, snažne prodorne moći, tako da se postiže pukotina ili skrivena kompleksna struktura čišćenja, može postići neverovatan efekat pranja

Ultrazvučno čišćenje se zasniva na kavitaciji, to jest, u tečnosti za čišćenje u brzom stvaranju brojnih mehurića i brze implozije. Dobijeni udar će ukloniti prljavštinu sa unutrašnje i spoljašnje površine radnog predmeta uronjenog u rastvor za čišćenje. Povećanjem ultrazvučne frekvencije povećava se broj mehurića i slabi uticaj eksplozije. Dakle, visokofrekventni ultrazvuk je posebno pogodan za čišćenje sitnih nečistoća čestica bez prekida površine radnog komada. Proširenje kavitacionih mehurića i mehurića (implozija) kreiraju se primjenom visokofrekventnih (ultrazvučnih) zvučnih talasa visokog intenziteta na tečnosti. Svaki ultrazvučni sistem za čišćenje, prema tome, mora imati tri osnovna elementa: čigen tečnost za čišćenje u rezervoaru, pretvara električnu energiju u mehaničku energiju visokofrekventnog električnog signala i ultrazvučnog generatora.

Transduktori i generatori

Najvažniji deo ultrazvučnog sistema čišćenja je pretvarač. Postoje dve vrste pretvarača, jedan je magnetni pretvarač, koji je napravljen od nikla ili legure nikla. Piezoelektrični pretvarač od olovnog cirkonata titanata ili druge keramike.

Kada se piezoelektrični materijal stavlja u električno polje različitog napona, deformiše se. To se zove "piezoelektrični efekat". Suprotno tome, magnetski pretvarači su napravljeni od materijala koji se deformiraju u promenljivom magnetnom polju. Bez obzira kakva je vrsta pretvarača, najosnovniji faktor je obično intenzitet efekta kavitacije.

Ultrazvučni talasi, poput drugih zvučnih talasa, predstavljaju niz tačaka pritiska, talasa koji se komprimuje i proširuje naizmenično (kao što je prikazano ispod). Ako je zvučna energija dovoljno jaka, tečnost se gurne u fazi ekspanzije talasa i formiraju se mehurići. U fazi kompresije talasa, ti mehurići odmah pucaju ili udišu tečnost, stvarajući vrlo efikasnu silu udarca, posebno pogodnu za čišćenje. Ovaj proces se naziva kavitacija. Zvučni talasi kompresije i ekspanzije se teoretski analiziraju, eksplozija kavitacionog mehura će proizvesti više od 10000 psi pritiska i visoku temperaturu od 20000 ° F (11000 ° C), a u trenutnoj eksploziji će brzo eksplodirati spoljašnje zračenje. Energija koja je oslobođena jednim kavitacionim balonom je vrlo mala, ali svaka sekunda za milione kavitacionog mehura istovremeno raste, kumulativni efekat će biti jak, stvarajući moćan uticaj kontaminacije površinske obrade površina, to su sve karakteristike ultrazvučnog čišćenja. Ako je ultrazvučna energija dovoljno velika, kavitacija će se pojaviti svuda u rastvoru za čišćenje, tako da ultrazvuk može efikasno očistiti male pukotine i rupe. Kavitacija takođe promoviše hemijske reakcije i ubrzava rastvaranje površinskih membrana. Ali samo na određenom području pritiska tečnosti je manji od pritiska gasa u mehurićima mehurića će proizvesti fenomen kavitacije u tom području, tako da je generisana transduktorom amplitude ultrazvučnog talasa dovoljno velika da zadovolji ovo stanje. Minimalna snaga potrebna za proizvodnju kavitacije naziva se kritična tačka kavitacije. Različite tečnosti imaju različite kavitacijske kritične tačke, tako da ultrazvučna energija mora prekoračiti kritičnu tačku kako bi se postigao efekat čišćenja. To jest, kavitacija mehurića može se proizvesti samo ako energija prelazi kritičnu tačku za ultrazvučno čišćenje.

Važnost frekvencije

Šum se proizvodi kada je radna frekvencija niska (u dometu ljudskog sluha). Kada je frekvencija manja od 20 kHz, radni zvuk ne postaje samo visok, ali može biti veći od granice sigurnosne buke propisane zakonom o zaštiti na radu i drugim propisima. U aplikacijama gde je potrebna velika snaga za uklanjanje prljavštine bez obzira na površinsko oštećenje radnog komada, obično je izabrana niža frekvencija čišćenja u opsegu od 20kHz do 30kHz. Učestalost čišćenja unutar ovog frekventnog opsega često se koristi za čišćenje velikih, teških ili visokih gustina materijala. Magnetni senzor od 20KHz i pijesoelektrični pretvarač od 25KHz Kavitacija Relativna snaga do 40 kHz frekvencije se obično koriste za čišćenje manjih, sofisticiranih dijelova ili za uklanjanje sitnih čestica. Visoke frekvencije se takođe koriste u aplikacijama gdje oštećenja nije dozvoljena na površini radnog komada. Korišćenje visokih frekvencija poboljšava performanse čišćenja na više načina. Kako se frekvencija povećava, broj kavitacionih mehurića se povećava linearno, stvarajući intenzivnije talase udara koji im omogućavaju ulazak u manje rupe. Ako snaga ostane konstantna, a kavitacija mehurića smanjuje, energija koja se oslobađa kavitacionim mehurićima će se smanjiti, što efektivno smanjuje oštećenja površine površine radne površine. Još jedna prednost visokih frekvencija je da smanjuju viskozni granični sloj (Bernoulli efekat), omogućavajući ultrazvuku da "detektuje" ekstremno male čestice. Ova situacija je slična onoj kod malih stena na dnu čistog toka kada se nivo vode u toku pada. Kompanija nudi niz međusobnih frekvencija od 40kHz, 80kHz, 120kHz i 170kHz. Proizvodi sa frekvencijom od 350 kHz mogu se odabrati prilikom čišćenja izuzetno malih čestica. Kompanija je nedavno pokrenula MicroCoustics sistem za takve prilike na frekvenciji od 400 kHz.