2.超聲波治療。利用超聲波的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應,可以進行超聲波焊接、鉆孔、固體破碎、乳化、脫氣、除塵、清洗、殺菌、促進化學反應和生物研究,在工業、礦業、農業、醫療等各個部門得到了廣泛的應用。
3.基礎研究。超聲波作用於介質後,介質中發生聲弛豫過程。聲弛豫過程伴隨著能量在分子電度之間的輸運過程,宏觀上表現為聲波的吸收(見聲波)。通過超聲波的吸收規律可以探索物質的特性和結構,構成了分子聲學的分支。普通聲波的波長比固體中的原子間距要長。在這種情況下,固體可以看作是壹種連續介質。但對於頻率在1012 Hz以上的超超聲波,波長可以和固體中的原子間距相媲美。此時,必須將固體視為具有空間周期性的晶格結構。晶格振動的能量是量子化的。它被稱為聲子(見固體物理學)。超聲波對固體的作用可以歸結為超聲波與熱聲子、電子、光子和各種準粒子之間的相互作用。研究固體中超聲波的產生、探測和傳播,研究量子液-液氦中的聲現象,構成了現代聲學的壹個新領域。
2超聲波在農業中的應用
2.1超聲波處理和加工的基本原理
超聲波加工處理設備主要由超聲波發生器、換能器、超聲波集中器和超聲波發生器與換能器之間的匹配電路四部分組成。如圖1所示,超聲波發生器產生壹定的高頻電能提供給超聲波換能器,超聲波換能器將電能轉化為機械能,再通過超聲波集中器將機械能放大。聲能被施加到待處理的材料上。超聲波的生物效應應用廣泛,主要的生物效應是空化引起的機械效應和熱效應。超聲波處理和加工的基本原理主要是利用液體動力學的空化現象。超聲空化是指超聲激活氣泡的各種動態性能。這些表現可以是有規律的輕度穩態空化,也可以是強烈的短期瞬態空化。瞬態空化氣泡絕熱收縮至崩潰時刻,氣泡可呈現數千個大氣壓的高溫高壓,並伴有強大的沖擊波或噴流。超聲波輻照可以增強液體介質中粒子的運動,加速傳質,也可以影響邊界層、膜、細胞壁和液泡。超聲空化還可以破壞細胞和使酶變性等。引用如下。
2.2超聲波測定土壤中的鉛。可見,壹定頻率和強度的超聲波處理可以強化植物的某些生理生化指標,促進其生長發育。
2.5超聲波處理對植物呼吸的影響
植物呼吸作用的研究壹直是植物生理學研究的熱點,特別是對於農作物來說,其呼吸作用直接關系到產量,因此其研究對農業的發展具有重要的理論和現實意義。在1975中,Albu E研究發現,蔬菜經過低頻超聲波(25kHz)處理後,壹年生植物(如番茄、黃瓜)的呼吸強度下降。然而,兩年生植物(如卷心菜和洋蔥)的呼吸強度增加[7]。從此可以推測,超聲波處理相關作物可以提高作物產量。
2.6超聲波犁耕
傳統犁需要重型機器牽引,不僅壓實了深層土壤,而且使其無法保持水分和養分;而且翻出來的表土會被風雨侵蝕,這是很多農民的壹大隱憂。此外,由於反復翻耕,植物的根和腐爛的殘留植物被翻出地表,它們會排放二氧化碳氣體。約旦的農業機械工程師Nida Abuhard發明了利用超聲波來松土。他的實驗結果表明,松土可以達到20cm的深度,完全滿足壹般作物的松土深度。
2.7植物根部的超聲波處理[8]
糖是植物中的主要成分之壹,可溶性糖主要指單糖和寡糖。植物細胞中磷酸單糖的含量不高,但它們是光合作用和呼吸作用過程中的主要中間產物,在新陳代謝過程中極其重要。超聲波刺激後,根中可溶性糖含量比對照組高29.6%。豐富的蛋白質是細胞進行壹系列生理活動的物質基礎。超聲波刺激後,根系中可溶性蛋白增加了35.3%,高水平的可溶性蛋白含量保證了細胞旺盛的分裂和生長能力,表明經過超聲波刺激後,植物的根細胞分裂和生長能力旺盛。
2.8超聲波防治害蟲[9]和促進蠶種孵化
使用250 W-CFS超聲波發生器(由中原電子儀器廠生產)來匹配獨立的清洗槽。果內有蟲的板栗在清洗槽中用自來水浸泡,以19.5~20.5kHz開機15min,之後瀝幹,存放2周。將板栗果實切開檢查,長度約為10 mm,但6mm以下幼蟲死亡,隨著處理時間的延長,昆蟲死亡率基本相同。此外,也有人用類似的方法和設備處理蠶卵(半分鐘左右),直接結果是螞蟻蠶的孵化時間基本相同。跟蹤結果表明,其繅絲率高於同等條件下長大的成蟲。有些人試圖處理水果(蘋果、梨等)中的害蟲。)通過超聲波,但是大部分都失敗了。
2.9超聲波引產
3.超聲波在工業中的應用
超聲波液位計
超聲波流量計
超聲波檢查儀
超聲波限位開關
超聲波清洗裝置
應用行業:
工業類別電子和電氣
工業機械,光學機械,寶藏
石材加工、鐘表業、汽車和摩托車
摩托車工業中的化纖紡織食品
醞釀航空和飛機工業
4.超聲波在軍事上的應用。
聲學武器
壹般來說,聲音和聽覺是相通的,但作為壹種空氣波,聚焦後可以變成。
攻擊武器,對於很多人來說,大概是個新鮮事物。最近,它位於美國加州聖地亞哥。
市裏的美國科技公司研發了壹種以聲波為子彈的槍。
主動聲納:基本原理和蝙蝠壹樣。