Prinsip dan penerapan ultrasound
Hukum propagasi pemantulan, pembiasan, difraksi, dan hamburan gelombang ultrasonik dalam medium pada dasarnya tidak berbeda dengan hukum gelombang suara yang dapat didengar. Tapi panjang gelombang ultrasound sangat pendek, hanya beberapa sentimeter, bahkan beberapa ribu milimeter.
Hukum propagasi pemantulan, pembiasan, difraksi, dan hamburan gelombang ultrasonik dalam medium pada dasarnya tidak berbeda dengan hukum gelombang suara yang dapat didengar. Tapi panjang gelombang ultrasound sangat pendek, hanya beberapa sentimeter, bahkan beberapa ribu milimeter.
Aplikasi teknis USG, secara ringkas, terutama mencakup dua aspek:
(1) Perawatan ultrasonik. Perawatan ultrasonik terutama menggunakan karakteristik daya dan kavitasinya untuk mengubah atau mempercepat perubahan sifat fisik, kimia, biologi, atau keadaan zat tertentu. Penggunaan gelombang ultrasonik yang kuat untuk pemrosesan, pembersihan ultrasonik, pengelasan ultrasonik, emulsifikasi ultrasonik, penghancuran ultrasonik, degassing ultrasonik, perawatan medis ultrasonik, perawatan benih ultrasonik, dll., Telah banyak digunakan di berbagai sektor seperti industri, pertanian, medis dan kesehatan. Dalam industri, gelombang ultrasonik yang kuat digunakan untuk mengebor dan memotong benda keras seperti baja, keramik, permata, dan berlian. Biasanya, kita bisa menggunakan palu dan bor baja untuk membuat lubang di bebatuan keras satu per satu. Pemrosesan ultrasonik juga menjadi alasannya.
(2) Deteksi cacat ultrasonik, pengukuran ketebalan, pengukuran jarak, diagnosis dan pencitraan medis. Dalam produksi industri, metode transmisi ultrasonik sering digunakan untuk deteksi produk yang tidak merusak. Gelombang ultrasonik yang dipancarkan oleh generator ultrasonik dapat menembus sampel yang akan diuji dan diterima oleh penerima di sisi yang berlawanan. Jika ada cacat di dalam sampel, gelombang ultrasonik akan dipantulkan pada cacat. Pada saat ini, penerima di sisi yang berlawanan tidak dapat menerima atau tidak dapat menerima semua sinyal ultrasonik yang dipancarkan oleh generator. Dengan cara ini, dimungkinkan untuk mendeteksi apakah ada cacat pada sampel tanpa merusak sampel yang akan diuji. Dalam diagnosis medis, metode gema sering digunakan: ultrasound yang lemah ditembus ke dalam tubuh manusia. Ketika ultrasound bertemu dengan antarmuka organ, itu akan memantulkan dan mentransmisikan. Gelombang ultrasonik yang ditransmisikan ke organ akan dipantulkan dan ditransmisikan lagi ketika mereka bertemu antarmuka. Penerima ultrasonik secara khusus menerima gelombang yang dipantulkan setiap kali. Staf medis dapat memahami ukuran dan lokasi organ dan lesi internalnya berdasarkan interval waktu dan kekuatan gelombang dari setiap gelombang pantul yang diterima. Dibandingkan dengan gelombang suara yang dapat didengar, gelombang ultrasonik memiliki banyak karakteristik yang aneh:
1. Kavitasi-ketika gelombang ultrasonik merambat dalam cairan, rongga kecil akan dibuat dalam cairan karena getaran keras partikel cair. Rongga-rongga kecil ini mengembang dan menutup dengan cepat, menyebabkan tabrakan hebat antara partikel-partikel cairan, menghasilkan tekanan ribuan hingga puluhan ribu atmosfer. Interaksi kekerasan antara partikel akan menyebabkan suhu cairan naik tiba-tiba, dan memainkan efek pengadukan yang baik, sehingga dua cairan yang tidak dapat bercampur (seperti air dan minyak) teremulsi, dan mempercepat pembubaran zat terlarut. reaksi kimia. Berbagai efek yang disebabkan oleh aksi gelombang ultrasonik dalam cairan disebut kavitasi ultrasonik.
2. Karakteristik daya-ketika suara merambat di udara, ia mendorong partikel di udara untuk bergetar maju mundur dan melakukan kerja pada partikel. Daya gelombang suara adalah besaran fisika yang menyatakan kecepatan kerja gelombang suara'. Di bawah intensitas yang sama, semakin tinggi frekuensi gelombang suara, semakin besar daya yang dimilikinya. Karena frekuensi gelombang ultrasonik yang tinggi, kekuatan gelombang ultrasonik sangat besar dibandingkan dengan gelombang suara biasa.
3. Karakteristik propagasi-panjang gelombang gelombang ultrasonik sangat pendek, dan ukuran hambatan biasa berkali-kali lebih besar dari panjang gelombang gelombang ultrasonik. Oleh karena itu, kekuatan difraksi gelombang ultrasonik sangat buruk. Itu dapat merambat dalam garis lurus dalam media yang seragam. Semakin pendek panjang gelombang gelombang ultrasonik, fitur ini semakin luar biasa.
