超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、***、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此,我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1兆赫兹-30兆赫兹。超声波处理技术在建筑、交通等领域的应用有助于提高工程质量和效率。河北大功率超声波处理技术指导
超声波清洗技术**早出现于20世纪30年代早期,当时,位于美国新泽西州的美国无线电公司的一个实验室中的技术人员尝试用自制的简陋超声波清洗系统清洗某些物体,但试验未获成功。在此基础上,超声波清洗技术在20世纪50年代有了很大的发展,当时使用的超声波工作频率在20~ 40 kHz之间。该范围内的超声波被应用在数千种不同的工作场合下,其中许多是别的清洗手段不能很好发挥作用的场合。超声波可以对工件施加非常巨大的能量,尤其适用于***牢固地附着在基底上的污垢。然而在某些情况下,超声波强大的能量也会损伤粘有污垢而性质脆弱的基底材料。在过去的十几年中,超声波领域中出现了一些技术革新,提高了***敏感基底上的污物的安全系数。在此期间,超声波技术,特别是中高频超声波清洗技术有了新的发展,并成为行业的亮点。
近年来,人们发现用兆声波(根据超声波的频率不同,把40 kHz及其以下的称为常规或低频超声波,把1 000 kHz以上的称为高频超声波,又称兆频超声波,简称兆声波)清洗可以去除掉半导体材料表面上的超细污垢微粒,并且不会损伤基底材料的表面。目前这项技术已经得到了很快的普及。 河北智能超声波处理哪家强超声波在冶金行业中可用于金属熔炼、矿物分选等过程。
在工业上,利用强超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工。平时我们用锤子和钢钎可以一下一下地将坚硬的岩石打出洞来,超声加工也是这个道理。如图1所示,紧压在工件上的金属杆叫变幅杆,当绕在它上面的线圈中通过交变电流时,它便产生超声振动而不断地敲击工件。变幅杆下端与工件之间放有金刚砂一类的**度磨料。在杆的冲击下,磨料的颗粒就像被锤子敲击的钢钎一样錾削着工件。虽然变幅杆的伸缩量很小(只有几十微米),每次的加工量很小,但由于超声源的频率很高,每秒钟振动在20000次以上,所以工件被“蚕食”的速度是很快的。变幅杆底端的形状是什么样,加工出的工件形状也是什么样。所以,利用超声可以加工出形状复杂的零件,而且加工的精度和光洁度也都很高。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与次声波和可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与其他波比较,超声波具有许多特性:传播特性──超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的穿透力差,衍射本领很差,易散射。它在均匀介质中能够直线传播但难以衍射,超声波的波长越短,该特性就越***,此外,根据瑞利散射定律,散射波的强度与波长的四次方成反比,超声波的波长极短,因此散射就非常严重,穿透力不佳。空化作用──当超声波在介质的传播过程中,存在一个正负的交变周期,在正相位时,超声波对介质分子挤压,改变介质原来的密度,使其增大;在负压相位时,使介质分子稀疏,进一步离散,介质的密度减小,当用足够大强度的超声波作用于液体介质时,介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离,液体介质就会发生断裂,形成微泡。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。超声波在卫生纸制造行业中可用于卫生纸原纸的生产、卷筒加工等过程。
超声波萃取的特点适用于中药材有效成份的萃取,是中药制药彻底改变传统的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工艺。与水煮、醇沉工艺相比,
超声波萃取具有如下突出特点:
(1)无需高温。在40℃-50℃水温F超声波强化萃取,无水煮高温,不破坏中药材中某些具有热不稳定,易水解或氧化特性的药效成份。超声波能促使植物细胞地破壁,提高中药的疗效。(2)常压萃取,安全性好,操作简单易行,维护保养方便。
(2)萃取效率高。超声波强化萃取20~40分钟即可获比较好提取率,萃取时间j为水煮、醇沉法的三分之一或更少。萃取充分,萃取量是传统方法的二倍以上。据统计,超声波在65~70ºC工作效率非常高。而温度在65ºC度内中草药植物的有效成份基本没有受到破坏。加入超声波后(在65度条件下),植物有效成份提取时间约40分钟。而蒸煮法的蒸煮时间往往需要两到三小时,是超声波提取时间的3倍以上时间。每罐提取3次,基本上可提取有效成份的90%以上。
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超声波提取技术超声波是指频率为20千赫~50兆赫左右的电磁波,它是一种机械波,需要能量载体—介质—来进行传播。超声波在传递过程中存在着的正负压强交变周期,在正相位时,对介质分子产生挤压,增加介质原来的密度;负相位时,介质分子稀疏、离散,介质密度减小。也就是说,超声波并不能使样品内的分子产生极化,而是在溶剂和样品之间产生声波空化作用,导致溶液内气泡的形成、增长和爆破压缩,从而使固体样品分散,增大样品与萃取溶剂之间的接触面积,提高目标物从固相转移到液相的传质速率。在工业应用方面,利用超声波进行清洗、干燥、杀菌、雾化及无损检测等,是一种非常成熟且有广泛应用的技术。超声波萃取的原理超声波萃取中药材的优越性,是基于超声波的特殊物理性质。主要是主要通过压电换能器产生的快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力从而实现固--液萃取分离。河北大功率超声波处理技术指导