Quali sono i diversi tipi di applicazioni ad ultrasuoni?
Il suono è l'oscillazione della pressione di un mezzo, come aria o acqua.La lunghezza d'onda del suono varia con la temperatura, il mezzo e l'energia iniziale.L'ultrasonico si riferisce a lunghezze d'onda al di sopra della gamma umana dell'udito, circa 20.000 chilohertz.Molte applicazioni ad ultrasuoni utilizzano le vibrazioni meccaniche del suono per interrompere la struttura cellulare o particolato.Altre applicazioni utilizzano il riflesso delle onde sonore per rilevare o osservare gli oggetti.
Le applicazioni ad ultrasuoni derivano dalle proprietà del suono.Il suono non è leggero;Consiste in vibrazione meccanica di un gas o di un liquido, mentre la luce ha una natura elettromagnetica.Le onde si propagano in tre dimensioni da una sorgente di punti, dissipando l'energia e diminuendo in ampiezza mentre viaggiano.I media meno densi, come i gas, trasportano onde sonore più lontano dei liquidi.I solidi conducono il suono per impatto da parte dell'onda su una superficie e muove fisicamente il gas o il liquido sull'altra superficie del solido.
L'impatto fisico delle onde sonore migliora la coerenza delle miscele solide-liquid nelle applicazioni ad ultrasuoni di laboratorio e su scala commerciale.L'omogeneizzazione si verifica per riduzione della dimensione delle particelle di solidi, dispersione dei solidi o rottura degli agglomerati delle particelle.L'energia di frequenza ultra alta delle onde sonore provoca cavitazione nel liquido.La cavitazione si verifica come aree alternate di alta e bassa pressione, il che provoca la formazione e il collasso delle micro-bobbue.I composti biologici utili possono essere estratti dal fluido cellulare.Allo stesso modo, l'interruzione ultrasonica delle cellule può essere utilizzata come tecnica di sterilizzazione.La pulizia di articoli da laboratorio di materia organica ostinata o depositi minerali viene spesso realizzato immergendo i pezzi nei bagni ad ultrasuoni.
La sonochimica promuove le reazioni chimiche usando la violenta miscelazione di cavitazione di applicazioni ultrasoniche.Le velocità di reazione aumentano a causa dell'aumento della miscelazione dei reagenti o dell'aumento dell'attività dei catalizzatori in fase mista.Le applicazioni commerciali di questa tecnologia includono la trasformazione di oli vegetali in carburanti di biodiesel.
Altre applicazioni ad ultrasuoni sfruttano la natura ondata del suono.Il suono riflette su superfici solide e può essere ricevuto da un'antenna.Molte applicazioni ad ultrasuoni forniscono informazioni diagnostiche in campo medico per aiutare nella valutazione di feti, tumori e lesioni.Questi esami non invasivi sono semplici, indolore ed economici.
Sonar usa il suono come dispositivo a distanza, apparecchiatura che trasmette e riceve energia ondata per individuare gli oggetti.Le lunghezze d'onda possono variare da infrasoniche a ultrasuoni.Le applicazioni di distanza sono utilizzate dalle unità militari per l'acquisizione, la navigazione e la sicurezza del bersaglio.I pescatori usano spesso il sonar per aiutare a localizzare scuole di pesce.Droni e robot possono essere controllati da comandi ad ultrasuoni.