昆山超聲儀器有限公司帶大家簡(jiǎn)要的了解下超聲波技術(shù)的工作原理，供大家參考。
1. 超聲波技術(shù)工作原理
自1928年美國(guó)普林斯頓大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科技人員首次發(fā)現(xiàn)超聲波有加速化學(xué)反應(yīng)的作用以來，超聲波技術(shù)發(fā)展尤為迅速。20世紀(jì)80年代，超聲波技術(shù)作為一種聲學(xué)和化學(xué)交叉的新興技術(shù)，隨著超聲波設(shè)備的不斷改進(jìn)和完善，使其在食品、醫(yī)藥、軍事、工業(yè)、日化等諸多領(lǐng)域有了更廣泛的應(yīng)用。超聲波是指頻率大于20kHz的聲波，因其超出了人耳的聽力上限，故稱之為超聲波，按照功率、頻率的大小分為高功率低頻超聲波(20～100kHz)和低功率高頻超聲波100kHz～10 MHz)，前者在食品加工中有廣泛的應(yīng)用，如冷凍、干燥、改性、滅菌、乳化等；后者可用于食品中理化性質(zhì)的測(cè)定。超聲波屬于機(jī)械波的一種，在傳播過程中與介質(zhì)相互作用，使介質(zhì)的物理性質(zhì)、狀態(tài)、生物特性發(fā)生改變或加快上述過程，從而達(dá)到對(duì)物質(zhì)的改性、乳化、冷凍、干燥等目的。在此過程中會(huì)發(fā)生一系列效應(yīng)，將這些效應(yīng)歸結(jié)為熱作用、機(jī)械作用、空化作用。
1.1 熱作用
超聲波在介質(zhì)傳播的過程中，由于機(jī)械震蕩使超聲波的能量被介質(zhì)所吸收，導(dǎo)致介質(zhì)的整體溫度和周圍邊界局部溫度上升。這種升溫能達(dá)到其他加熱方式的同等效果，超聲波強(qiáng)度越大，熱作用越強(qiáng)。
1.2 機(jī)械作用
超聲波是機(jī)械能量的傳遞形式，會(huì)產(chǎn)生線性的交變振動(dòng)作用，加速質(zhì)量的傳遞作用。振動(dòng)速度、原點(diǎn)位移、加速度以及聲壓參數(shù)可以表現(xiàn)超聲效應(yīng)。機(jī)械作用有助于物質(zhì)的破碎、凝聚、切割等。
1.3 空化作用
超聲波在液態(tài)介質(zhì)中傳播時(shí)，存在一個(gè)正負(fù)壓強(qiáng)的交變周期，對(duì)介質(zhì)分子產(chǎn)生交替的壓縮和拉伸作用。當(dāng)聲波足夠大時(shí)，液體介質(zhì)受到強(qiáng)烈的正負(fù)壓強(qiáng)而形成空穴或氣泡。隨著超聲波的傳播，有些氣泡會(huì)重新溶解于液體介質(zhì)；有些則在拉伸和壓縮作用下迅速生長(zhǎng)，達(dá)到臨界半徑后發(fā)生潰陷、破裂，氣泡內(nèi)會(huì)出現(xiàn)高壓高溫，附近的流體中也形成局部強(qiáng)烈的激波。因此可以產(chǎn)生一系列的次級(jí)效應(yīng)，如乳化作用、分散作用、化學(xué)效應(yīng)等。在流體中應(yīng)用的超聲波技術(shù)，絕大多數(shù)都是利用超聲波的空化作用。
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