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一體式超聲波破碎儀內部能量的變化探討

更新時(shí)間:2023-11-21瀏覽:732次
  一體式超聲波破碎儀是一種利用超聲波能量對樣品進(jìn)行破碎的設備,廣泛用于生物、化學(xué)、材料等領(lǐng)域。超聲波是頻率高于20kHz的機械波,其能量主要來(lái)源于聲波振動(dòng)。在超聲波破碎儀中,通過(guò)超聲波發(fā)生器產(chǎn)生高頻電信號,驅動(dòng)換能器將電能轉換為機械能,進(jìn)而產(chǎn)生高頻振動(dòng)。這種振動(dòng)在液體介質(zhì)中傳播時(shí),會(huì )產(chǎn)生正負交替的壓強變化,從而形成空化現象??栈F象是指液體中的微小氣泡在負壓作用下迅速膨脹,然后在正壓作用下突然閉合,產(chǎn)生高溫高壓的沖擊波。這種沖擊波可以對樣品產(chǎn)生強烈的破碎作用。
 
  我們今天來(lái)探討一體式超聲波破碎儀內部能量的變化過(guò)程:

超聲波破碎儀

 

 
  當超聲波發(fā)生器產(chǎn)生高頻電信號時(shí),換能器開(kāi)始工作,將電能轉換為機械能。在這個(gè)過(guò)程中,換能器內部的壓電陶瓷片受到高頻電信號的作用,發(fā)生周期性的伸縮變形。這種變形使得換能器內部形成往復運動(dòng)的聲波。當這些聲波傳入液體介質(zhì)時(shí),由于液體的密度和彈性特性,聲波會(huì )在液體中傳播并逐漸衰減。同時(shí),聲波在傳播過(guò)程中會(huì )與樣品發(fā)生相互作用,使樣品受到破碎力的作用。
 
  在空化過(guò)程中,液體中的微小氣泡在負壓作用下迅速膨脹,形成一個(gè)充滿(mǎn)氣體的小囊泡。隨著(zhù)聲波的傳播,這個(gè)小囊泡會(huì )跟隨聲波一起振動(dòng)。當振動(dòng)達到一定幅度時(shí),小囊泡內的氣體受到壓縮,壓力迅速升高。當壓力超過(guò)液體的飽和蒸氣壓時(shí),小囊泡突然閉合,釋放出高溫高壓的沖擊波。這種沖擊波可以對樣品產(chǎn)生強烈的破碎作用。
 
  超聲波破碎儀內部能量的變化主要包括電能轉換為機械能的過(guò)程以及空化現象產(chǎn)生的沖擊波對樣品的破碎作用。通過(guò)對這些能量變化的控制和調節,可以實(shí)現對樣品破碎程度的精確控制,滿(mǎn)足不同實(shí)驗需求。
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