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Was ist Ultraschall?

Ultraschalleffekt: Wenn sich die Ultraschallwelle im Medium ausbreitet, bewirkt die Wechselwirkung zwischen der Ultraschallwelle und dem Medium die physikalischen und chemischen Veränderungen des Mediums, was zu einer Reihe von mechanischen, thermischen, elektromagnetischen und chemischen Ultraschalleffekten führt, einschließlich der folgenden vier Auswirkungen:

Mechanische Effekte. Die mechanische Wirkung des Ultraschalls kann die Emulgierung von Flüssigkeiten, die Verflüssigung von Gelen und die Dispersion von Feststoffen fördern. Wenn stehende Wellen in dem Ultraschallfluidmedium gebildet werden, kondensieren die im Fluid suspendierten Partikel aufgrund mechanischer Kräfte an den Knoten und bilden eine periodische Ansammlung im Raum. Wenn sich Ultraschallwelle in piezoelektrischen Materialien und magnetostriktiven Materialien ausbreitet, verursacht sie aufgrund der mechanischen Wirkung der Ultraschallwelle induzierte Elektroden und Magnetisierung (siehe dielektrische Physik und Magnetostriktion).

(2) Kavitation. Wenn Ultraschall auf die Flüssigkeit einwirkt, können viele kleine Blasen erzeugt werden. Ein Grund ist, dass die lokale Spannungsbelastung in der Flüssigkeit zu einem Unterdruck führt. Durch den Druckabfall wird das in der Flüssigkeit gelöste Gas übersättigt und entweicht aus der Flüssigkeit zu kleinen Blasen. Ein weiterer Grund ist, dass die starke Zugspannung die Flüssigkeit in einen Hohlraum "reißt", was als Kavitation bezeichnet wird. Der Hohlraum ist ein flüssiger Dampf oder ein anderes in der Flüssigkeit gelöstes Gas oder sogar ein Vakuum. Kleine Blasen, die durch Kavitation gebildet werden, bewegen sich weiter, wachsen oder platzen durch die Vibration der umgebenden Medien. Wenn sie platzt, stürzt die umgebende Flüssigkeit plötzlich in die Blase und erzeugt hohe Temperaturen, hohen Druck und Druckwelle. Die innere Reibung, die von Kavitation begleitet wird, kann Ladungen bilden und in Blasen durch Entladung Licht emittieren. Ultraschallbehandlung in Flüssigkeiten hängt meistens mit Kavitation zusammen.

(3) thermische Wirkung Aufgrund der hohen Frequenz und Energie der Ultraschallwelle kann sie einen bemerkenswerten thermischen Effekt erzeugen, wenn sie von Medium absorbiert wird.

(4) Chemische Wirkungen. Ultraschall kann einige chemische Reaktionen auslösen oder beschleunigen. Zum Beispiel wird reines destilliertes Wasser mit Ultraschall behandelt, um Wasserstoffperoxid herzustellen; In Stickstoff gelöstes Wasser wird mit Ultraschall behandelt, um Nitrit herzustellen; Die Wasserlösung der Farbstoffe verfärbt sich nach der Ultraschallbehandlung. Das Auftreten dieser Phänomene wird immer von Kavitation begleitet. Ultraschall kann auch die Hydrolyse, Zersetzung und Polymerisation vieler Chemikalien beschleunigen. Ultraschall hat auch einen offensichtlichen Einfluss auf die Photochemie und elektrochemische Prozesse. Nach der Ultraschallbehandlung verschwinden die charakteristischen Absorptionsbanden von Aminosäuren und anderen organischen Substanzen und zeigen eine einheitliche allgemeine Absorption, was darauf hinweist, dass sich die Molekülstruktur durch Kavitation verändert hat.


Ultraschalleffekt: Wenn sich die Ultraschallwelle im Medium ausbreitet, bewirkt die Wechselwirkung zwischen der Ultraschallwelle und dem Medium die physikalischen und chemischen Veränderungen des Mediums, was zu einer Reihe von mechanischen, thermischen, elektromagnetischen und chemischen Ultraschalleffekten führt, einschließlich der folgenden vier Auswirkungen:


Mechanische Effekte. Die mechanische Wirkung des Ultraschalls kann die Emulgierung von Flüssigkeiten, die Verflüssigung von Gelen und die Dispersion von Feststoffen fördern. Wenn stehende Wellen in dem Ultraschallfluidmedium gebildet werden, kondensieren die im Fluid suspendierten Partikel aufgrund mechanischer Kräfte an den Knoten und bilden eine periodische Ansammlung im Raum. Wenn sich Ultraschallwelle in piezoelektrischen Materialien und magnetostriktiven Materialien ausbreitet, verursacht sie aufgrund der mechanischen Wirkung der Ultraschallwelle induzierte Elektroden und Magnetisierung (siehe dielektrische Physik und Magnetostriktion).

(2) Kavitation. Wenn Ultraschall auf die Flüssigkeit einwirkt, können viele kleine Blasen erzeugt werden. Ein Grund ist, dass die lokale Spannungsbelastung in der Flüssigkeit zu einem Unterdruck führt. Durch den Druckabfall wird das in der Flüssigkeit gelöste Gas übersättigt und entweicht aus der Flüssigkeit zu kleinen Blasen. Ein weiterer Grund ist, dass die starke Zugspannung die Flüssigkeit in einen Hohlraum "reißt", was als Kavitation bezeichnet wird. Der Hohlraum ist ein flüssiger Dampf oder ein anderes in der Flüssigkeit gelöstes Gas oder sogar ein Vakuum. Kleine Blasen, die durch Kavitation gebildet werden, bewegen sich weiter, wachsen oder platzen durch die Vibration der umgebenden Medien. Wenn sie platzt, stürzt die umgebende Flüssigkeit plötzlich in die Blase und erzeugt hohe Temperaturen, hohen Druck und Druckwelle. Die innere Reibung, die von Kavitation begleitet wird, kann Ladungen bilden und in Blasen durch Entladung Licht emittieren. Ultraschallbehandlung in Flüssigkeiten hängt meistens mit Kavitation zusammen.

(3) thermische Wirkung Aufgrund der hohen Frequenz und Energie der Ultraschallwelle kann sie einen bemerkenswerten thermischen Effekt erzeugen, wenn sie von Medium absorbiert wird.

(4) Chemische Wirkungen. Ultraschall kann einige chemische Reaktionen auslösen oder beschleunigen. Zum Beispiel wird reines destilliertes Wasser mit Ultraschall behandelt, um Wasserstoffperoxid herzustellen; In Stickstoff gelöstes Wasser wird mit Ultraschall behandelt, um Nitrit herzustellen; Die Wasserlösung der Farbstoffe verfärbt sich nach der Ultraschallbehandlung. Das Auftreten dieser Phänomene wird immer von Kavitation begleitet. Ultraschall kann auch die Hydrolyse, Zersetzung und Polymerisation vieler Chemikalien beschleunigen. Ultraschall hat auch einen offensichtlichen Einfluss auf die Photochemie und elektrochemische Prozesse. Nach der Ultraschallbehandlung verschwinden die charakteristischen Absorptionsbanden von Aminosäuren und anderen organischen Substanzen und zeigen eine einheitliche allgemeine Absorption, was darauf hinweist, dass sich die Molekülstruktur durch Kavitation verändert hat.



Ultraschallanwendung


Der Ultraschalleffekt ist in der Praxis weit verbreitet, vor allem in folgenden Aspekten:

Ultraschalluntersuchung
Ultraschallbehandlung
Ultraschallreinigung
Ultraschallbefeuchter
grundlegende Forschung
Ultraschall-Milben entfernen
Ultraschall-Entölung
Medizinische Ultraschalluntersuchung
Industrielle Automatisierungssteuerung
Unter Verwendung von akustischer Reflexion, Beugung und Doppler-Effekt werden Ultraschall-Pegelmesser, Ultraschall-Pegelmesser und Ultraschall-Durchflussmesser hergestellt.
Ultraschallextraktion biologischer Nanopartikel (Ultraschallchemische Synthese)
Ultraschall pharmazeutisch
Dispersion von Kosmetika durch Ultraschall
Alkoholisierungsalterungstechnologie von Wein durch Ultraschall


Geschichte


Nach der Entdeckung des piezoelektrischen Effekts und des anti-piezoelektrischen Effekts in der Physik wurde vom Ende des 19. Jahrhunderts bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts das Verfahren zur Erzeugung von Ultraschallwellen durch elektronische Technologie und das historische Kapitel der Entwicklung und Popularisierung gelöst Die Ultraschalltechnologie wurde schnell geöffnet.

Im Jahr 1922 wurden in Deutschland die ersten Patente für die Erfindung der Ultraschalltherapie veröffentlicht.

1939 wurde ein Literaturbericht über die klinischen Wirkungen der Ultraschalltherapie veröffentlicht.

In den späten 1940er Jahren stieg die Ultraschalltherapie in Europa und den Vereinigten Staaten an. Erst bei der ersten internationalen medizinischen Ultraschallkonferenz im Jahr 1949 wurden Papiere zur Ultraschalltherapie ausgetauscht, die den Grundstein für die Entwicklung der Ultraschalltherapie legten. Auf der Zweiten Internationalen Akademie für Ultraschallmedizin im Jahr 1956 wurden viele Artikel veröffentlicht. Die Ultraschalltherapie hat ein praktisches und ausgereiftes Stadium erreicht.

In China begann der Bereich der Ultraschalltherapie etwas spät. Nur wenige Krankenhäuser begannen Anfang der 1950er Jahre mit der Ultraschalltherapie. Im Jahr 1950 wurde das 800-kHz-Ultraschalltherapiegerät erstmals in Peking zur Behandlung vieler Krankheiten eingesetzt. In den fünfziger Jahren wurde es nach und nach populär, und es standen heimische Instrumente zur Verfügung. Offene Literatur begann im Jahr 1957. In den 1970er Jahren standen verschiedene Arten von Ultraschallgeräten für den Haushalt zur Verfügung, und Ultraschalltherapien wurden in großen Krankenhäusern im ganzen Land eingesetzt.

In den letzten 40 Jahren haben bedeutende Krankenhäuser in China beträchtliche Daten und reiche klinische Erfahrungen gesammelt. Insbesondere in den frühen achtziger Jahren ist das Aufkommen der extrakorporalen Ultraschallwellenlithotripsie und der Ultraschalloperationen ein entscheidender Durchbruch in der Geschichte der Steinbehandlung. Heutzutage ist es in der Welt weit verbreitet. Durch nichtinvasive chirurgische Eingriffe mit hoher Intensität hat die Ultraschalltherapie eine wichtige Position in der modernen Medizintechnik eingenommen. Im 21. Jahrhundert (HIFU) wurde die fokussierte Ultraschallchirurgie im 21. Jahrhundert als die neueste Technologie in der Krebsbehandlung gefeiert.



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