超聲波技術簡介及原理

發布時間：2025-01-10　來源：新芝生物　瀏覽量：0

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超聲波結構圖

　　超聲波在傳播過程中與媒介相互作用，相位和振幅發生變化，使媒質的一些物理、化學和生物特性或狀態發生改變，或者使這種改變的過程加快，從而產生一系列效應，如力學、熱學、化學和生物效應等。這些效應可歸結以下幾項作用：

空化作用

　　空化泡在超聲波縱向傳播形成的負壓區生長，行成氣泡界面。

細胞結構圖

　　在正壓區迅速閉合，從而在交替正負壓強下受到壓縮和拉伸。

細胞結構圖

　　在空化泡被壓縮直至高速崩裂時可產生高速(110m/s)微射流，碰撞密度高達1.5kg/m2，產生高電流。

細胞結構圖

　　高速微射流對遠端氣泡一側的沖擊產生水錘沖擊，即沖擊波。

細胞結構圖

　　沖擊波向外呈放射狀傳播，擊中樣品固體表面，反射到氣泡，氣泡變為渦旋向固體表面對流，產生巨大的瞬時壓力；這種巨大的瞬時壓力，可以使懸浮在液體中的固體顆?；蛏锛毎M織表面受到急劇的破壞。

細胞結構圖

　　除以上作用之外，還有機械作用、熱學作用及其他作用：

機械作用

　　超聲在傳播過程中，會引起介質質點交替的壓縮與伸張，構成壓力變化，壓力的變化將引起機械效應。超聲引起的介質質點運動，雖然位移和速度不大，但與超聲震動頻率的平方成正比的質點加速度卻很大，有時超過重力加速度的數萬倍，這么大的加速度足以造成對介質的強大機械效應。

熱學作用

　　如果超聲波作用于介質中被介質吸收，也就是有能量吸收。同時由于超聲的振動，使介質產生強烈的高頻震蕩，介質間相互摩擦而發熱，這種能量使液體、固體溫度升高。超聲在穿透兩種不同介質的分界面上，溫度升高更大，這是分界面上特性阻抗不同，將產生反射，形成駐波引起分子間的相對摩擦而發熱。

其他作用

　　超聲的空化作用能引起氧化作用，例如在蒸餾水中經短時的超聲處理后，產生過氧化氫。在溶有氮的水中經超聲處理后就產生硝酸。超聲還有還原作用和影響金屬的電力分解作用。

參考文獻

　　席細平，馬重芳，王偉.超聲波技術應用現狀[J].山西化工，2007,27（1）：25-29.