Principe du test par ultrasons

Plus courtes que les ondes sonores ordinaires, les longueurs d'onde des ultrasons constituent une bonne direction, mais également à travers le matériau opaque, cette fonctionnalité a été largement utilisée dans les tests par ultrasons, la mesure d'épaisseur, de distance, la télécommande et la technologie d'imagerie par ultrasons. L'imagerie par ultrasons est une technologie qui UTILISE les ultrasons pour présenter l'image interne des objets opaques. À partir du transducteur de la lentille acoustique ultrasonore focalisée sur l’échantillon opaque, les ultrasons générés à partir des passages d’échantillons faisaient partie des informations (telles que la capacité de réflexion, d’absorption et de diffusion des ondes sonores), la lentille acoustique convergeant vers le récepteur piézoélectrique, amplificateur d'entrée de signal électrique, en utilisant le système de balayage peut transformer l'image échantillon opaque affichée à l'écran. L'appareil s'appelle un microscope à ultrasons. La technologie d'imagerie par ultrasons a été largement appliquée dans les examens médicaux, dans la fabrication de dispositifs microélectroniques utilisés pour l'inspection sur des circuits intégrés à grande échelle, pour l'affichage d'alliages de différentes compositions dans le domaine de la science des matériaux et du joint de grain, etc. L'holographie acoustique est un ultrason principe d'interférence de l'enregistrement et de reproduire l'image tridimensionnelle de la technologie d'imagerie acoustique opaque, son principe et l'holographie optique sont fondamentalement les mêmes, juste l'enregistrement signifie différent (voir holographie). Avec la même source de signal ultrasonore incitant deux transducteurs à être placés dans un liquide, ils ont lancé deux faisceaux cohérents d'ultrasons: un faisceau traversant l'objet étudié après devenir une onde, un groupe d'ondes de référence. Hologramme acoustique à superposition cohérente d'onde de référence et d'onde de référence formé à la surface du liquide, avec hologramme acoustique à faisceau laser, utilisant une réflexion laser sur l'effet de diffraction acoustique d'un hologramme et récupérant le contenu, généralement avec une caméra et des téléviseurs pour l'observation en temps réel .

Le sens du nettoyage par ultrasons

L'effet de nettoyage par ultrasons est plus qu'une vague de transmission audio dans le liquide auditif humain. Lorsque la propagation ultrasonore dans le détergent, due au sonique, est une onde longitudinale, une onde longitudinale destinée à promouvoir le rôle du média peut provoquer des changements de pression du liquide, produisant de nombreuses bulles minuscules à vide, appelées "effet de cavitation". Lorsque la compression à bulles souffle, peut produire un impact puissant, peut être dans la fixation des objets dans le coin saleté dispersée, et améliorer l'effet de lavage, en raison de la longueur de la fréquence ultrasonique takanami, puissant pouvoir de pénétration, afin d'avoir une structure complexe cachée du nettoyage, peut atteindre un effet de lavage étonnant

Le nettoyage par ultrasons est basé sur la cavitation, c'est-à-dire dans le fluide de nettoyage lors de la formation rapide de nombreuses bulles et d'une implosion rapide. Le choc résultant enlèvera la saleté des surfaces intérieures et extérieures de la pièce immergée dans la solution de nettoyage. Avec l'augmentation de la fréquence des ultrasons, le nombre de bulles augmente et l'impact de dynamitage est affaibli. Par conséquent, les ultrasons à haute fréquence sont particulièrement adaptés au nettoyage des salissures en petites particules sans endommager la surface de la pièce. L'expansion des bulles de cavitation et les bulles d'éclatement (implosion) sont créées par l'application d'ondes sonores haute fréquence (ultrasons) à haute intensité aux liquides. Tout système de nettoyage par ultrasons doit donc comporter trois éléments de base: le liquide de nettoyage Cheng Fang dans le réservoir, convertit l’énergie électrique en énergie mécanique du transducteur de signal électrique haute fréquence et du générateur d’ultrasons.

Transducteurs et générateurs

La partie la plus importante du système de nettoyage par ultrasons est le transducteur. Il existe deux types de transducteurs, l’un est le transducteur magnétique, constitué de nickel ou d’alliage de nickel. Transducteur piézoélectrique en titanate de zirconate de plomb ou autre céramique.

Lorsqu'un matériau piézoélectrique est placé dans un champ électrique de tension variable, il se déforme. C'est ce qu'on appelle "l'effet piézoélectrique". Les transducteurs magnétiques, en revanche, sont constitués de matériaux qui se déforment dans un champ magnétique en mutation. Quel que soit le type de transducteur utilisé, le facteur le plus fondamental est généralement l'intensité de l'effet de cavitation.

Les ondes ultrasonores, comme les autres ondes sonores, sont une série de points de pression, une onde qui se comprime et se dilate alternativement (comme indiqué ci-dessous). Si l'énergie sonore est suffisamment forte, le liquide est éliminé lors de la phase d'expansion de la vague et des bulles se forment. Lors de la compression de l’onde, ces bulles éclatent ou s’implodent instantanément dans le liquide, ce qui produit une force de frappe très efficace, particulièrement adaptée au nettoyage. Ce processus s'appelle la cavitation. Les ondes sonores de compression et de dilatation sont analysées théoriquement, l'éclatement de la bulle de cavitation produira une pression supérieure à 10 000 psi et la température élevée de 11 000 ° C (20000 ° F), et le souffle provoquera une explosion rapide du rayonnement sortant. L'énergie libérée par une seule bulle de cavitation est très faible, mais chaque seconde pour des millions de bulles de cavitation éclatent en même temps, l'effet cumulatif sera très fort, produira le puissant impact de la contamination de la surface de la pièce à s'effriter, ce sont toutes les caractéristiques de nettoyage par ultrasons. Si l'énergie ultrasonore est suffisamment importante, la cavitation se produira partout dans la solution de nettoyage, ce qui permettra aux ultrasons de nettoyer efficacement les petites fissures et trous. La cavitation favorise également les réactions chimiques et accélère la dissolution des membranes de surface. Mais ce n'est que dans une certaine zone que la pression du liquide est inférieure à la pression du gaz à l'intérieur d'une bulle. Des allumettes produiront un phénomène de cavitation dans la zone. L'amplitude générée par le transducteur d'ondes ultrasonores est suffisamment grande pour satisfaire cette condition. La puissance minimale requise pour produire la cavitation est appelée point critique de la cavitation. Différents liquides ont différents points critiques de cavitation, de sorte que l'énergie ultrasonore doit dépasser le point critique pour obtenir l'effet de nettoyage. Autrement dit, des bulles de cavitation ne peuvent être produites que si l'énergie dépasse le point critique pour le nettoyage par ultrasons.

Importance de la fréquence

Du bruit est produit lorsque la fréquence de travail est basse (dans la plage de l'audition humaine). Lorsque la fréquence est inférieure à 20 kHz, le bruit de travail devient non seulement très élevé, mais peut également dépasser la limite de bruit de sécurité fixée par la loi sur la sécurité et la santé au travail ou par d'autres règlements. Dans les applications où une forte puissance est requise pour éliminer la saleté sans tenir compte des dommages superficiels de la pièce, une fréquence de nettoyage inférieure, comprise entre 20 kHz et 30 kHz, est généralement choisie. La fréquence de nettoyage dans cette plage de fréquences est souvent utilisée pour nettoyer des matériaux volumineux, lourds ou à haute densité. Le transducteur magnétique de 20KHz et le transducteur piézoélectrique de 25KHz de force relative de cavitation aux fréquences de 40 kHz sont couramment utilisés pour nettoyer des pièces plus petites et plus sophistiquées ou pour éliminer des particules minuscules. Les hautes fréquences sont également utilisées dans les applications où les dommages ne sont pas autorisés sur la surface de la pièce. L'utilisation de hautes fréquences améliore les performances de nettoyage de plusieurs manières. À mesure que la fréquence augmente, le nombre de bulles de cavitation augmente de façon linéaire, produisant des ondes de choc plus intenses leur permettant de pénétrer dans des espaces plus petits. Si la puissance reste constante et que les bulles de cavitation diminuent, l'énergie libérée par les bulles de cavitation diminuera en conséquence, ce qui réduira efficacement les dommages à la surface de la pièce. Un autre avantage des hautes fréquences est qu'elles réduisent la couche limite visqueuse (effet Bernoulli), permettant ainsi aux ultrasons de "détecter" des particules extrêmement petites. Cette situation est similaire à celle de petites roches au fond d'un ruisseau clair lorsque le niveau de l'eau baisse. La société propose une gamme de fréquences intermédiaires de 40 kHz, 80 kHz, 120 kHz et 170 kHz. Les produits avec une fréquence de 350 kHz peuvent être sélectionnés lors du nettoyage de particules extrêmement petites. La société a récemment lancé un système MicroCoustics pour de telles occasions à une fréquence de 400 kHz.