Принцип ультразвукового тестирования

В отличие от обычных звуковых волн длина волны ультразвука имеет хорошее направление, но также и через непрозрачный материал, эта функция широко используется в ультразвуковых испытаниях, толщине, расстоянии, дистанционном управлении и технологии ультразвуковой визуализации. Ультразвуковая визуализация - это технология, которая использует ультразвук для представления внутреннего изображения непрозрачных объектов. Из преобразователя ультразвуковой акустической линзы, сфокусированного на непрозрачном образце, ультразвук, переносимый из проходов образца, был как часть информации (такой как способность отражения, поглощения и рассеяния звуковых волн), акустическая линза сходилась на пьезоэлектрическом приемнике, электрический входной усилитель сигнала, используя систему сканирования, может отображать непрозрачное изображение образца на экране. Устройство называется ультразвуковым микроскопом. Технология ультразвуковой визуализации широко применяется при медицинском обследовании, при изготовлении микроэлектронного устройства, используемого для контроля на крупномасштабной интегральной схеме, используется для отображения сплавов различных составов в области материаловедения и границы зерен и т. Д. Акустическая голография - ультразвуковая интерференционный принцип записи и воспроизведения трехмерного изображения непрозрачной акустической технологии визуализации, ее принцип и оптическая голография в основном одинаковы, просто запись означает разные (см. голографию). С таким же ультразвукового источником сигнала мотивация два преобразователя быть помещен в жидкости, они начали два когерентных пучок ультразвука: луч через исследуемый объект после того, как стать волной, куча опорной волны. Объектная волновая и опорная волна когерентной суперпозиционной акустической голограммы, сформированной на поверхности жидкости с лазерной лучевой акустической голограммой, с использованием лазерного отражения на акустическом голографическом дифракционном эффекте и возврата назад, как правило, с помощью камеры и телевизоров для наблюдения в реальном времени ,

Значение ультразвуковой очистки

Ультразвуковой эффект очистки - это больше, чем человеческая звуковая волна передачи звука в жидкости. Когда ультразвуковое распространение в моющем средстве, из-за звукового сигнала является продольной волной, продольная волна, способствующая роли среды, может привести к изменению давления жидкости, в результате чего образуется много крошечного вакуумного пузыря, называемого «эффектом кавитации». Когда пескоструйная струйная обработка может привести к сильному удару, можно зафиксировать объекты в пределах угловой грязи, рассеянной, и повысить эффект стирки, благодаря длине ультразвуковой частоты takanami, сильной проникающей способностью, чтобы иметь трещину или скрытая сложная структура очистки, может достичь удивительного эффекта стирки

Ультразвуковая очистка основана на кавитации, то есть в очищающей жидкости при быстром образовании многочисленных пузырьков и быстрой имплозии. Полученный шок удалит грязь с внутренней и внешней поверхностей заготовки, погруженной в очищающий раствор. С увеличением частоты ультразвука количество пузырьков увеличивается, а взрывное воздействие ослабляется. Поэтому высокочастотное ультразвуковое исследование особенно подходит для очистки мелких частиц, не нарушая поверхности заготовки. Расширение кавитационных пузырьков и пузырьков взрыва (имплозии) создаются путем применения высокочастотных (ультразвуковых) высокоинтенсивных звуковых волн к жидкостям. Таким образом, любая ультразвуковая система очистки должна иметь три основных элемента: очищающая жидкость чэн-фэна в баке, преобразует электрическую энергию в механическую энергию высокочастотного преобразователя электрических сигналов и ультразвукового генератора.

Преобразователи и генераторы

Самой важной частью ультразвуковой системы очистки является преобразователь. Существует два типа преобразователей: один - магнитный преобразователь, изготовленный из никелевого или никелевого сплава. Пьезоэлектрический преобразователь из титаната цирконата свинца или другой керамики.

Когда пьезоэлектрический материал помещается в электрическое поле переменного напряжения, он деформируется. Это называется «пьезоэлектрическим эффектом». Магнитные преобразователи, напротив, изготовлены из материалов, которые деформируются в изменяющемся магнитном поле. Независимо от того, какой тип преобразователя используется, основным фактором является, как правило, интенсивность кавитационного эффекта.

Ультразвуковые волны, как и другие звуковые волны, представляют собой ряд точек давления, волну, которая сжимается и расширяется попеременно (как показано ниже). Если звуковая энергия достаточно сильна, жидкость отталкивается на стадии расширения волны и образуются пузырьки. На стадии сжатия волн эти пузырьки мгновенно разрываются или взрываются в жидкости, создавая очень эффективную ударную силу, особенно подходящую для очистки. Этот процесс называется кавитацией. Звуковые волны сжатия и расширения анализируются теоретически, всплеск кавитационного пузырька будет давать давление более 10000 фунтов на квадратный дюйм, а высокая температура - 20000 ° F (11000 ° C), и в мгновенном взрыве быстро вспыхнет наружное излучение. Энергия, выделяемая одним кавитационным пузырьком, очень мала, но каждая секунда для миллионов пузырьков кавитации лопнет одновременно, кумулятивный эффект будет очень сильным, создаст мощное воздействие загрязнения поверхности заготовки, это все характеристики ультразвуковой очистки. Если ультразвуковая энергия достаточно велика, кавитация будет происходить повсюду в чистящем растворе, поэтому ультразвук может эффективно очищать небольшие трещины и отверстия. Кавитация также способствует химическим реакциям и ускоряет растворение поверхностных мембран. Но только в определенной области давления жидкости ниже, чем давление газа внутри совпадений с пузырьками, вызывает явление кавитации в этой области, поэтому генерируемый преобразователем амплитуды ультразвуковой волны достаточно велик, чтобы удовлетворить этому условию. Минимальная мощность, необходимая для создания кавитации, называется критической точкой кавитации. Различные жидкости имеют разные критические точки кавитации, поэтому энергия ультразвука должна превышать критическую точку для достижения эффекта очистки. То есть кавитационные пузырьки могут быть получены только в том случае, если энергия превышает критическую точку для ультразвуковой очистки.

Важность частоты

Шум возникает, когда рабочая частота низкая (в пределах человеческого слуха). Когда частота составляет менее 20 кГц, рабочий шум не только становится очень высоким, но может превышать предельный уровень безопасности, предусмотренный законодательством о безопасности и гигиене труда или другими нормами. В приложениях, где требуется высокая мощность для удаления грязи без учета поверхностного повреждения заготовки, обычно выбирается более низкая частота очистки от 20 кГц до 30 кГц. Частота очистки в этом частотном диапазоне часто используется для очистки больших, тяжелых или высокоплотных материалов. Магнитный преобразователь 20 кГц и 25 кГц пьезоэлектрический преобразователь Относительная прочность кавитации до частот 40 кГц обычно используется для очистки небольших, более сложных деталей или для удаления мелких частиц. Высокие частоты также используются в приложениях, где на поверхности заготовки не допускается повреждение. Использование высоких частот улучшает производительность очистки несколькими способами. По мере увеличения частоты число пузырьков кавитации увеличивается линейно, создавая более интенсивные ударные волны, которые позволяют им проникать в меньшие промежутки. Если мощность остается постоянной и кавитационные пузырьки уменьшаются, энергия, выделяемая кавитационными пузырьками, будет соответственно уменьшаться, что эффективно уменьшает повреждение поверхности заготовки. Другим преимуществом высоких частот является то, что они уменьшают вязкий пограничный слой (эффект Бернулли), позволяя ультразвуку «обнаруживать» чрезвычайно мелкие частицы. Эта ситуация похожа на ситуацию с небольшими породами на дне прозрачного потока, когда уровень воды в потоке падает. Компания предлагает ряд промежуточных частот 40 кГц, 80 кГц, 120 кГц и 170 кГц. Продукты с частотой 350 кГц могут быть выбраны при чистке очень мелких частиц. Недавно компания запустила систему MicroCoustics на частоте 400 кГц.