Katere so različne vrste ultrazvočnih aplikacij?

Zvok je nihanje tlaka medija, kot je zrak ali voda. Valovna dolžina zvoka se spreminja glede na temperaturo, medij in začetno energijo. Ultrazvok se nanaša na valovne dolžine nad človeškim sluhom, približno 20,000 kilohercev. Številne ultrazvočne aplikacije uporabljajo mehanske vibracije zvoka za motenje celične strukture ali strukture delcev. Druge aplikacije uporabljajo odboj zvočnih valov za zaznavanje ali opazovanje predmetov.

Ultrazvočne aplikacije izhajajo iz lastnosti zvoka. Zvok ni lahek; sestavljajo ga mehanske vibracije plina ali tekočine, medtem ko ima svetloba elektromagnetno naravo. Valovi se širijo v treh dimenzijah iz točkovnega vira, pri čemer se energija razprši in amplituda med potovanjem zmanjšuje. Manj gosti mediji, kot so plini, prenašajo zvočne valove dlje kot tekočine. Trdne snovi prevajajo zvok z udarcem vala na eno površino in fizično premikanjem plina ali tekočine na drugi površini trdne snovi.

Fizični vpliv zvočnih valov izboljša konsistenco trdnih in tekočih mešanic v laboratorijskih in komercialnih ultrazvočnih aplikacijah. Homogenizacija se pojavi z zmanjšanjem velikosti delcev trdnih snovi, razpršitvijo trdnih snovi ali razpadom aglomeratov delcev. Ultravisokofrekvenčna energija zvočnih valov povzroča kavitacijo v tekočini. Kavitacija se pojavlja kot izmenična območja visokega in nizkega tlaka, zaradi česar nastajajo mikro mehurčki in se močno sesedajo.

Biološki laboratoriji uporabljajo mehansko silo ultrazvoka, da razbijejo celice in ločijo organele, ki so majhne znotrajcelične komponente. Uporabne biološke spojine je mogoče ekstrahirati iz celične tekočine. Podobno se lahko ultrazvočna razgradnja celic uporablja kot tehnika sterilizacije. Čiščenje laboratorijske posode od trdovratnih organskih snovi ali mineralnih usedlin pogosto dosežemo z namakanjem kosov v ultrazvočnih kopeli.

Sonochemistry spodbuja kemične reakcije z uporabo nasilnega kavitacijskega mešanja ultrazvočnih aplikacij. Hitrosti reakcij se povečajo zaradi povečanega mešanja reaktantov ali povečane aktivnosti mešanih faz katalizatorjev. Komercialne uporabe te tehnologije vključujejo preoblikovanje rastlinskih olj v biodizelsko gorivo.

Druge ultrazvočne aplikacije izkoriščajo valovno naravo zvoka. Zvok se odbija od trdnih površin in ga lahko sprejme antena. Številne ultrazvočne aplikacije zagotavljajo diagnostične informacije na medicinskem področju za pomoč pri oceni plodov, tumorjev in poškodb. Te neinvazivne preiskave so preproste, neboleče in poceni.
Sonar uporablja zvok kot napravo za določanje razdalje, opremo, ki oddaja in sprejema valovno energijo za lociranje predmetov. Valovne dolžine se lahko razlikujejo od infrazvočne do ultrazvočne. Aplikacije za določanje razdalje uporabljajo vojaške enote za pridobivanje ciljev, navigacijo in varnost. Ribiči pogosto uporabljajo sonar za pomoč pri iskanju jate rib. Drone in robote je mogoče nadzorovati z ultrazvočnimi ukazi.