Tre fushat kryesore të aplikimit të ultrazërit në mjekësi janë diagnostikimi me ultratinguj, "bisturia me ultratinguj" dhe fizioterapia me ultratinguj. Le ta fillojmë historinë me dy të fundit.

"Bisturia tejzanor" përdoret kryesisht aty ku është i nevojshëm ekspozimi i saktë dhe i kufizuar, ku çdo milimetër shtesë i indit të shkatërruar mund të shkaktojë pasoja të rënda, si p.sh. në trajtimin kirurgjik të sëmundjeve të syrit, kirurgjinë plastike të fytyrës, etj. Përqendrimi i ultrazërit në një zonë të vogël sipas madhësisë së një zone të caktuar, bën të mundur ndikimin në strukturat e thella të trupit. Kjo është veçanërisht e rëndësishme kur kryhen operacione neurokirurgjikale në tru, gjatë operacioneve për të shkatërruar rrugët ndihmëse të zemrës. Me rritjen e frekuencës së ultrazërit, veprimi i tij bëhet jashtëzakonisht i lokalizuar. Për shembull, në një frekuencë prej 4 MHz, një zonë indi me një vëllim prej vetëm 0,05 mm3 mund të shkatërrohet, ndërsa indi përreth mbetet i padëmtuar.

Për trajtimin e sëmundjeve të syrit, ultratingulli u përdor për herë të parë nga mjekët në Institutin Kërkimor të Sëmundjeve të Syve dhe Terapisë së Indeve në Odessa. V. P. Filatov, i njohur për zhvillimin e një sërë metodash të reja për trajtimin e paqartësisë së kornesë, katarakteve me origjinë traumatike, shkëputjes së retinës, etj. Ekografia me frekuencë të ulët me një frekuencë 20-40 kHz u përdor gjithashtu për të zgjeruar kanalin lacrimal. si gjatë operacioneve në kornea.

Operacioni për katarakt (mjegullimi i thjerrëzave) zakonisht kryhet vetëm pasi të jetë pjekur, kur shikimi tashmë ka humbur plotësisht. Në kushte natyrore, ky proces ndonjëherë zgjat me vite. "Tingulli" me ultratinguj e shpejton atë deri në disa minuta, gjë që lejon që operacioni të kryhet në më pak kohë. datat e hershme dhe me rezultate më të mira. Për të kryer këtë operacion, u zhvillua një instrument origjinal tejzanor në formën e një gjilpëre të zbrazët 1 mm të trashë, të mbyllur në një këllëf të hollë silikoni dhe të lidhur me një gjenerator tejzanor. Duke vëzhguar lëvizjen e gjilpërës përmes një mikroskopi, kirurgu e afron atë me thjerrëzën dhe ndez ekografinë. Nën ndikimin e ultrazërit, pas disa çastesh thjerrëza e turbullt lëngëzohet. Lëngu që rezulton lahet nga kapsula me një zgjidhje dezinfektuese që hyn përmes hendekut midis gjilpërës dhe kupës së saj dhe thithet përmes kanalit të brendshëm të gjilpërës. Periudha postoperative pas një operacioni të tillë zvogëlohet ndjeshëm.

Ekografia e fokusuar u përdor për të vonuar një shkëputje të retinës potencialisht verbuese. Efekti i tij i synuar në disa pika fikson retinën në indet e poshtme. Në shumë raste, ekografia ndihmon në shmangien e operacionit për glaukomën. Simptoma kryesore e kësaj sëmundjeje është rritja e presionit intraokular. Sklera e syrit "tingëllon" me ultratinguj në disa pika, pas së cilës presioni intraokular zvogëlohet. Sipas mjekëve amerikanë, kjo metodë është efektive në 80% të rasteve.

Efekti shkatërrues i ultrazërit përdoret gjithashtu për të hequr mpiksjen e gjakut nga enët e mëdha. Nëpërmjet një vrime të bërë me një gjilpërë të veçantë, kirurgu fut në enë një vale të hollë tejzanor dhe e lëviz me kujdes drejt mpiksjes së gjakut. Pas 10-12 sekondash të "tingullit", trombi pushon së ekzistuari dhe përmbajtja e lëngshme që rezulton lahet nga lumeni i enës dhe thithet përmes së njëjtës gjilpërë. Mjeti hiqet dhe vrima "vuloset" me një saldim tejzanor.

Ekografia me ultratinguj përdoret gjithashtu në trajtimin kirurgjik të sëmundjeve të veshit, hundës dhe fytit. Operacionet për të hequr indin e fryrë nga mukoza e hundës me inflamim kronik dhe për të korrigjuar një septum të devijuar të hundës kryhen në shumicën e rasteve duke përdorur një bisturi, daltë dhe çekiç. Më vonë ata zhvilluan pajisje me ultratinguj për këtë operacion. Instrumenti i ultrazërit bëri të mundur kryerjen e tij pa gjak, pothuajse pa dhimbje dhe për më tepër, shumë herë më shpejt. I njëjti grup mjekësh rusë zhvilluan një skalpel tejzanor për kryerjen e trakeotomisë (prerjen e trakesë). Ky operacion zakonisht kryhet për arsye shëndetësore - në rast të fillimit të papritur të mbytjes. Çdo moment është i çmuar këtu dhe përdorimi i ultrazërit mund të kursejë deri në 10 minuta.

Sipas shumë mjekëve, metoda e ultrazërit padyshim i zgjeron mundësitë trajtim kirurgjik pacientët me patologji të ndryshme të mushkërive dhe pleurit. Mjekët kryejnë operacione në gjoks duke përdorur ultratinguj. Një instrument me ultratinguj pret dhe lidh sternumin, brinjët, bronket dhe bougienon arteriet e ngushtuara. Udhëzues valësh tejzanor të gjatë fleksibël për manipulime në trake dhe bronke, të zhvilluara për herë të parë në botë nga një grup shkencëtarësh sovjetikë, po futen në praktikë. Studimet eksperimentale po kryhen për të lidhur indin e tabakasë dhe për të mbyllur trungun bronkial duke përdorur ultratinguj.

Shkencëtarët kanë zhvilluar dhe aplikuar një metodë të prerjes dhe bashkimit me ultratinguj të indit kockor duke përdorur saldim me ultratinguj - fillimisht në eksperimente të shumta mbi kafshët, dhe më vonë në klinikë. Për të prerë një kockë me një sharrë të zakonshme, është e nevojshme të hiqni indin e butë në një zonë mjaft të madhe, por për një sharrë tejzanor, mjafton një vrimë në indin e butë me një diametër prej 1 cm kuptim të veçantë gjatë kraniotomisë, rezeksionit të brinjëve etj.

Metoda e sipërfaqes tejzanor të indit kockor konsiston në faktin se zgavra e formuar në kockë pas heqjes së fokusit patologjik është e mbushur me patate të skuqura kockore, të cilat janë të ngopura me një material mbushës të veçantë dhe "tingëllojnë" me ultratinguj. Pas "tingëllimit", e gjithë kjo masë shndërrohet në një konglomerat, të shkrirë fort deri në kockë. Ekografia përdoret gjithashtu për të lidhur indet e mëlçisë, shpretkës dhe gjëndrave endokrine.

Për shumë vite, pajisjet tejzanor janë përdorur në stomatologji për të hequr gurët dhe në vitet e fundit- edhe për trajtimin e kariesit dhe komplikimeve të tij. Një gërryes (oksid alumini, bor, etj. pluhur i pezulluar në ujë) vendoset midis skajit të punës të vibratorit tejzanor dhe dhëmbit. Grimcat gërryese, duke goditur indin e dhëmbit, gradualisht heqin shtresë pas shtrese prej tij. Zgavra që rezulton riprodhon formën e fundit të vibratorit. Muret e saj janë të lëmuara pa probleme. Cilësia e mbushjes është gjithashtu më e mirë, pasi nën ndikimin e "tingullit" struktura ndryshon dhe densiteti i materialit mbushës rritet. Trajtimi dentar me ultratinguj është i heshtur. Gjenerimi i nxehtësisë, dhe rrjedhimisht ngrohja e dhëmbit, është më e dobët se sa kur shponi me një furçë rrotulluese. Kjo është arsyeja pse ndjesi të dhimbshme në shumicën e pacientëve nuk ka ose ka ndryshime minimale. NË në këtë rast Ky avantazh i padyshimtë i ultrazërit kthehet në disavantazhin e tij. Me trajtimin praktikisht pa dhimbje me ultratinguj të pulpitit, është e vështirë për një mjek të përcaktojë momentin e afrimit të nervit. Prandaj, stërvitjet me ultratinguj mund të përdoren vetëm nga specialistë me përvojë.

Veprimi dërrmues i ultrazërit mund të përdoret gjithashtu për të shkatërruar gurët ureteral. Mjeti ultrasonik e shtyp gurin në 5-60 sekonda, në varësi të madhësisë dhe densitetit të gurit.

Një skalpel tejzanor nuk është as në pamje dhe as në parim operativ i ngjashëm me atë kirurgjik. Nga pamja e jashtme, ajo i ngjan një rakete miniaturë me dy faza që përshtatet lehtësisht në dorën tuaj. Faza e tij e parë përmban një vibrator tejzanor, veprimi i të cilit bazohet në parimin e magnetostriksionit (nga fjala latine "strictio" - ngjeshje).

Thelbi i fenomenit të magnetostriksionit është se disa metale, kur ekspozohen ndaj një fushe magnetike, ndryshojnë dimensionet e tyre gjeometrike. Nëse mbështillni një tel bakri rreth një shufre të bërë nga një material i tillë ferromagnetik dhe e kaloni atë AC me një frekuencë që korrespondon me frekuencat e ultrazërit, atëherë shufra do të ndryshojë dimensionet e saj me të njëjtën frekuencë. Meqenëse amplituda e ndryshimeve në madhësinë e vibratorit është shumë e vogël, një përqendrues me ultratinguj (faza e dytë e "raketës") është krijuar për ta përforcuar atë. Koncentratori zvogëlohet nga baza në majë, diapazoni i dridhjeve të të cilit është dhjetëra herë më i madh se ai i bazës, i cili ndryshon pozicionin së bashku me vibratorin. Amplituda e lëkundjes së majës së koncentratorit arrin 50-60 mikronë, dhe frekuenca është 25-50 kHz. Një bisturi tejzanor funksionon si një mikrosharrë e mprehtë. Për shkak të energjisë së dridhjeve tejzanor, ai ndan indin në kufijtë e kontaktit të membranave qelizore, pothuajse pa dëmtuar vetë qelizat, gjë që promovon shërimin më të mirë dhe më të shpejtë. Duke e rrotulluar pak instrumentin dhe në këtë mënyrë duke ndryshuar drejtimin e rrezes së ultrazërit, ju mund të ndryshoni drejtimin e prerjes pa zgjeruar qasjen kirurgjikale. Gjatë prerjes së indeve, ultratingulli ndalon gjakderdhjen kapilar. Është gjithashtu e rëndësishme që përdorimi i ultrazërit të reduktojë ndjeshëm dhimbjen e ndërhyrjes kirurgjikale.

Teknologjia e ultrazërit kirurgjikale është tashmë pjesë e arsenalit mjekësi praktike. Përdoret së bashku me instrumentet tradicionale kirurgjikale, elektrokoagulimin, lazerin dhe metoda të tjera, duke marrë parasysh karakteristikat e sëmundjes, indikacionet dhe kundërindikacionet. Me përmirësimin dhe rritjen e prodhimit të pajisjeve ekografike për ndërhyrjet kirurgjikale, zbatimi i tij në praktikë do të zgjerohet.

Fenomenet fizike që ndodhin kur ultratingulli ndikon në lëngje ishin baza për një teknikë të re të trajtimit të plagëve të zhvilluar nga shkencëtarët rusë. Zgjidhjet e antibiotikëve ose antiseptikëve injektohen në plagë, të cilat "tingëllohen" duke përdorur një valëzues tejzanor. Lëngu i tingullit heq indin e vdekur, masazhon sipërfaqen e plagës dhe përmirëson qarkullimin e gjakut në të. Përmirësohet gjithashtu përhapja e substancave medicinale, zvogëlohet dhimbja gjatë veshjes dhe zvogëlohet ndotja bakteriale e plagës, gjë që kontribuon në shërimin më të shpejtë dhe më të butë. Koha e trajtimit për pacientë të tillë në spital zvogëlohet ndjeshëm.

Një fushë e veçantë e aplikimit të ultrazërit në mjekësi është fizioterapia me ultratinguj.

Mekanizmi i efektit fiziologjik të ultrazërit terapeutik në indet e një organizmi të gjallë ende nuk është sqaruar plotësisht. Është zakon të dallohen tre faktorë kryesorë të ndikimit të ultrazërit: mekanik, termik dhe fiziko-kimik. Efekti mekanik konsiston në mikromasazh vibrues të indeve në nivelet qelizore dhe nënqelizore, duke rritur përshkueshmërinë e membranave qelizore dhe metabolizmin në qelizat dhe indet e trupit. Efekt termik ultratingulli në intensitetin e tij të ulët i përdorur për qëllime terapeutike është i parëndësishëm. Nxehtësia mund të grumbullohet kryesisht në indet që thithin më shumë energjinë ultrasonike (nervore, kockore), si dhe në kufijtë e mjediseve me rezistencë të ndryshme akustike (në kufirin e kockave dhe indeve të buta) dhe në vendet me qarkullim të pamjaftueshëm të gjakut.

Efekti fiziko-kimik i ultrazërit është kryesisht për shkak të faktit se përdorimi i energjisë akustike shkakton rezonancë mekanike në substancën e indeve të gjalla. Në të njëjtën kohë, lëvizja e molekulave përshpejtohet, shpërbërja e tyre në jone rritet, gjendja elektrike e qelizave dhe lëngu periqelizor ndryshon, formohen fusha të reja elektrike, rritet difuzioni nëpër membranat biologjike, aktivizohen proceset metabolike.

Kur lëkura ekspozohet ndaj ultrazërit, funksioni i saj mbrojtës pengues përmirësohet, aktiviteti i djersës dhe gjëndrave dhjamore rritet dhe proceset e rigjenerimit aktivizohen. Është interesante që ndjeshmëria e lëkurës së zonave të ndryshme të trupit ndaj ultrazërit nuk është e njëjtë: në zonën e fytyrës dhe barkut është më e lartë se në zonën e gjymtyrëve.

Kur ekspozohet ndaj ultrazërit në sistemin nervor me fuqi 0,5 W/cm2. shpejtësia e ngacmimit përgjatë fibrave nervore rritet, dhe me intensitet më të lartë - 1 W/cm2. - zvogëlohet. Ultratingulli me intensitet të moderuar ka një efekt antispazmatik - lehtëson spazmat e bronkeve, tëmthit dhe traktit urinar, zorrëve dhe rrit urinimin. Nën ndikimin e tij, toni vaskular normalizohet, furnizimi me gjak i indeve përmirësohet dhe thithja e tyre e oksigjenit rritet.

Ekografia me ultratinguj përdoret për trajtimin e bajameve kronike. Bajamet e prekura "tingëllohen" me ultratinguj me intensitet të ulët, për shkak të të cilit zvogëlohet aktiviteti i mikroorganizmave patogjenë, përmirësohet ushqimi i indeve dhe aktivizohen proceset imunobiologjike. Si rezultat, një trajtim i tillë ambulator ndihmon në ruajtjen e bajameve që luajnë rol të rëndësishëm V reagimet mbrojtëse trupi. Mjekët e Rostovit kanë zhvilluar një metodë origjinale të masazhit tejzanor të syve. Pas futjes së barit anestetik, në syrin e pacientit vendoset një kornizë unaze dhe ndizet ekografia. Pas një duzinë seancash të një masazhi të tillë tejzanor në pacientët me forma fillestare glaukoma, presioni intraokular është normalizuar.

Në gjinekologji, ultratingulli përdoret për të trajtuar erozionin e qafës së mitrës. Pas vetëm dy ose tre procedurave me ultratinguj, të kryera në intervale prej 1-2 ditësh, erozioni filloi të shërohej dhe pas një muaji në shumicën e pacientëve ai u zhduk plotësisht.

Një nga specializimet e terapisë me ultratinguj është trajtimi i adenomës së prostatës. Kjo sëmundje prek kryesisht meshkujt e moshuar. Trajtimi në shumicën e rasteve është kirurgjik. Përdorimi i terapisë me ultratinguj për adenomën e prostatës dhe prostatitin jep rezultate të mira: pas disa procedurave, dhimbja e pacientëve u zhduk pothuajse plotësisht, urinimi u bë normal dhe gjendja e tyre e përgjithshme u përmirësua. “Tingulli” i kryer pas operacionit për heqjen e gjëndrës kontribuon në një rrjedhë më të mirë të periudhës pas operacionit.

Terapia me ultratinguj përdoret më gjerësisht për osteokondrozën, artrozën, radikulitin dhe sëmundjet e tjera periferike. sistemi nervor dhe sistemin muskuloskeletor.

Trajtimi me ultratinguj nuk rekomandohet për përdorim në sëmundjet akute infektive, angina pectoris, aneurizma kardiake, hipertensioni II B dhe fazat III, sëmundjet e gjakut, tendenca për gjakderdhje, si dhe gjatë shtatzënisë. Më parë, kundërindikacionet përfshinin gjithashtu praninë tumoret malinje. Por kohët e fundit është studiuar përdorimi i terapisë me ultratinguj për trajtimin e tyre, si veçmas ashtu edhe në kombinim me radioterapi.

Ndonjëherë ekografia përdoret në kombinim me substanca të ndryshme medicinale. Kjo metodë quhet fonoforezë, megjithëse do të ishte më e saktë ta quanim ultrafonoforezë. Metoda bazohet në rritjen e përshkueshmërisë së lëkurës, mukozave, membranave qelizore dhe përmirësimin e mikroqarkullimit lokal nën ndikimin e ultrazërit. E gjithë kjo ndihmon në futjen e një sërë substancash medicinale përmes lëkurës dhe mukozave.

Aktualisht, përdoret fonoforeza e shumë barnave, si hidrokortizoni, analgina, aminoazina, interferoni, komplamina, heparina, ekstrakti i aloes, FiBS, një sërë antibiotikësh etj. Megjithatë, është konstatuar se disa barna, për shembull, aminofilina, etj. acidi askorbik, tiamina (vitamina B1) dhe të tjera, kur "tingëllojnë" me ultratinguj, ose nuk depërtojnë në trup ose shkatërrohen. Ndonjëherë, gjatë fonoforezës, lëkura ose mukoza së pari tingëllohen me ultratinguj dhe më pas, pas heqjes së mediumit të kontaktit, aplikohet një substancë medicinale në formën e një locioni ose vaji. Por më shpesh procedura kryhet në të njëjtën mënyrë si rrezatimi konvencional me ultratinguj. Substancat medicinale aplikojeni paraprakisht në sipërfaqen e lëkurës ose mukozës në formën e një tretësire ujore, emulsioni ose vaji. Ata gjithashtu shërbejnë si një medium kontakti gjatë shënimit. Me fonoforezën, si dhe me "tingëllimin" pa përdorimin e barnave, përdoren dy teknika: e qëndrueshme dhe e pandryshueshme. Me të parën, vibratori mbetet i palëvizshëm gjatë procedurës, me të dytën lëviz ngadalë mbi sipërfaqen e lëkurës ose mukozës.

Vitet e fundit janë studiuar mundësitë e përdorimit të ultrafonopunkturës, ultrazërit të fokusuar, ultrazërit të biokontrolluar dhe të biosinkronizuar. Shtrirja e terapisë me ultratinguj vazhdon të zgjerohet.

Aplikimi i ultrazërit në industri

Dridhjet tejzanor janë dridhje mekanike elastike me një frekuencë mbi 20 kHz, të cilat nuk perceptohen nga veshi i njeriut. Ultra më e shkurtër valët e zërit kanë një gjatësi në rendin e gjatësive valore të dritës së dukshme. Valët tejzanor, si valët e dritës, reflektohen nga pengesat, ato mund të fokusohen, etj.

Kur dridhjet tejzanor përhapen në një mjedis të lëngshëm, kompresimi dhe shtrirja e alternuar ndodhin në këtë të fundit me frekuencën e dridhjeve kaluese; në momentin e shtrirjes ndodhin çarje lokale të lëngut dhe krijohen zgavra (flluska) të mbushura me avuj të lëngshëm dhe gazra të tretur në të. Në momentin e ngjeshjes, flluskat shemben, gjë që shoqërohet me goditje të forta hidraulike. Ky fenomen quhet kavitacion. Presionet lokale të goditjes shpesh tejkalojnë 980 MPa.

Burimet e ultrazërit të përdorura në industri mund të ndahen në dy grupe: mekanike dhe elektromekanike.

Nga burimet mekanike Ultratingulli përdoret më gjerësisht në sistemet dinamike (sirena) dhe statike (bilbil). Sirenat Ata kanë një stator me vrima dhe një rotor të bërë nga një disk i shpuar. Kur avulli, gazi ose ajri i kompresuar furnizohet në kutinë e sirenës, rotori rrotullohet, duke mbyllur dhe hapur periodikisht vrimat e statorit, duke krijuar dridhje mekanike. Sirenat përdoren gjerësisht, për shembull, për të depozituar mjegullën e acidit sulfurik dhe blozën e imët gjatë prodhimit të tyre.

Më i njohuri nga burimet statike të ultrazërit (gjeneratorëve) është Bilbili i Hartmann, në të cilat vibrimet e zërit lindin nga goditja e një rryme gazi që lëviz me të shpejtësi supersonike nga gryka në rezonatorin cilindrik.

Nga burimet elektromekanike, transduktorët magnetostrictive dhe piezoceramic janë më të përdorura.

Pjesa kryesore dhënës magnetostrictiveështë një i ashtuquajtur motor i bërë nga materiali ferromagnetik, i cili ka aftësinë të ndryshojë dimensionet e tij në një fushë magnetike. Për shembull, një shufër nikeli e vendosur në një fushë magnetike shkurtohet, ndërsa një shufër e bërë nga një aliazh hekur-kobalt (permendur) zgjatet.

Efekti piezoelektrik qëndron në faktin se kur disa kristale, si kuarci, shtrihen dhe ngjeshen në drejtime të caktuara, ngarkesat elektrike lindin në sipërfaqen e tyre (efekti piezoelektrik i drejtpërdrejtë).

Nëse një ngarkesë elektrike aplikohet në një pllakë të tillë kuarci, ajo do të ndryshojë madhësinë e saj (efekti piezoelektrik i kundërt). Kur një fushë elektrike alternative vepron në pllakë, ajo do të ngjesh ose zgjerohet në mënyrë sinkrone me ndryshimin në tensionin e aplikuar. Efekti piezoelektrik i drejtpërdrejtë përdoret në marrësit e dridhjeve tejzanor, ku këta të fundit shndërrohen në rrymë alternative.

Efekti piezoelektrik i kundërt përdoret në prodhimin e emetuesve të dridhjeve tejzanor që konvertojnë dridhjet elektrike në ato mekanike, kryesisht të frekuencave më të larta në krahasim me ato magnetostrictive.

Vitet e fundit janë përhapur vibratorët e prodhuar nga piezoceramika, të cilët kanë një efekt piezoelektrik më të lartë se kuarci natyral.

Një nga aplikimet kryesore teknologjike të ultrazërit është intensifikimi i shumë proceseve teknologjike.

Ultra dridhjet e zërit përdoret për të përshpejtuar procese të tilla si polimerizimi (për shembull, trajtimi me ultratinguj i një emulsioni në prodhimin e gomës artificiale).

Ultratingulli përshpejton ndjeshëm kristalizimin substanca të ndryshme nga tretësirat e mbingopura (acidi tartarik, fluori i aluminit, etj.).

Ultratingulli gjithashtu mund të përshpejtojë shpërbërjen e lëndëve të ngurta në lëngje. Për shembull, kohëzgjatja e shpërbërjes së viskozës në procesin e prodhimit të fibrave kimike kur përdorni ultratinguj zvogëlohet nga 7 në 3 orë.

Ultratingulli bën të mundur përshpejtimin e proceseve të nxjerrjes, për shembull për të marrë vaj peshku nga mëlçia e peshkut pa një rritje të konsiderueshme të temperaturës, gjë që ju lejon të ruani të gjitha vitaminat e vlefshme në të.

NË proceset kimike Ultratingulli përdoret për të pastruar pjesët (kushineta, kontaktet elektrike, etj.) dhe njësitë e montimit nga kontaminimi.

Cilësia e pastrimit me ultratinguj është e pakrahasueshme me metodat e tjera. Për shembull, kur pastroni pjesë në tretës të ndryshëm organikë, deri në 80% të ndotësve mbeten në sipërfaqen e tyre, me pastrim dridhje - rreth 55%, dhe me pastrim tejzanor - jo më shumë se 0,5%.

Metodat tejzanor në shumicën e rasteve sigurojnë pastrim të plotë të pjesëve nga ndotësit teknikë.

Pastrimi me ultratinguj kryhet në tretës organikë ose në solucione ujore të detergjenteve.

Vitet e fundit janë bërë më të përhapura tretësirat ujore të detergjenteve për shkak të mosndezshmërisë së tyre dhe mungesës së përbërësve toksikë, kostos së ulët dhe aftësisë për të mbajtur ndotësit në pezullim pa i ridepozituar në sipërfaqen që pastrohet. Zgjidhjet e alkaleve dhe kripërave alkaline me aditivë të surfaktantëve përdoren si tretësirë ​​ujore larëse. Kur pastroni në solucione të tilla, ndotësit emulsohen dhe saponifikuara njëkohësisht.

Kohëzgjatja e pastrimit me ultratinguj varet nga natyra e papastërtive dhe solucioneve të pastrimit dhe nuk i kalon 10-15 minuta.

Saldimi i disa metaleve dhe lidhjeve, si alumini, çeliqet inox, etj., është i vështirë duke përdorur metoda konvencionale për shkak të pranisë së një filmi oksidi të fortë, të vështirë për t'u hequr në sipërfaqet e tyre. Futja e dridhjeve ultrasonike në saldimin e shkrirë çon në shkatërrimin e filmit dhe lehtëson njomjen e sipërfaqes që do të saldohet ose kallajohet me saldim, lehtëson dhe përshpejton procesin e saldimit dhe përmirëson cilësinë e nyjeve të saldimit. Futja e ultrazërit gjatë bashkimit të aluminit zvogëlon intensitetin e punës së procesit me 20 - 30%. Ultratingulli mund të përdoret për shërbimin e produkteve qeramike.

Thelbi i përpunimit dimensionale tejzanor është që një material gërryes futet midis veglës së lidhur me emetuesin dhe pjesës së punës, e cila vepron në sipërfaqen që përpunohet. Diamanti, zmerilja, zmerila përdoren si kokrra gërryese. rërë kuarci, karabit bor, karabit silikoni etj.

Ultratingulli mund të përdoret për të përpunuar materiale të brishta (qelqi, qeramikë, kuarc, silikon, germanium, etj.) dhe materiale të forta rezistente ndaj nxehtësisë (çelikat e ngurtësuar dhe të azotuar, lidhjeve të forta), përdoret, veçanërisht, për prodhimin e veglave metalprerëse.

Mund të kryhet trajtimi me ultratinguj gërryes i drejtuar lirisht, për shembull për bluarje dekorative dhe për heqjen e pjesëve të vogla.

Përpunim dimensional me mjet siguron saktësi të lartë, ju lejon të prodhoni vrima përmes dhe verbër, prerje, bluarje, markë, gdhendje dhe operacione të tjera.

Së bashku me avantazhet, metoda me ultratinguj ka edhe disavantazhe: në mënyrë krahasuese zonë e vogël dhe thellësia e përpunimit, konsumi i lartë i energjisë, produktiviteti i ulët i procesit dhe konsumimi i lartë i veglave.

Përpunimi i shkarkimit elektrik

Metodat e përpunimit të shkarkimit elektrik janë të zbatueshme për të gjitha materialet përçuese. Këto metoda bazohen në fenomenin e erozionit (shkatërrimit) të sipërfaqes së elektrodave përcjellëse nga shkarkimet kur kalon një rrymë elektrike pulsuese ndërmjet tyre.

Shkatërrimi i materialit ndodh për shkak të shkrirjes së tij lokale dhe lëshimit të materialit të shkrirë në formën e një përzierjeje avulli-lëng.

Të gjitha llojet e përpunimit të shkarkimit elektrik kryhen në një mjedis të lëngshëm - vajguri, vaj nafte, ujë i distiluar.

Kur kalon shkarkimin e shkëndijës Në lëng fillon formimi i shpejtë i gazit, si rezultat i të cilit lëngu shpërthen, gjë që ndihmon në heqjen e produkteve të erozionit nga zona e punës. Përveç kësaj, lëngu i punës parandalon oksidimin e sipërfaqes së materialit që përpunohet.

Llojet kryesore të metodave të shkarkimit elektrik janë shkëndija elektrike dhe përpunimi anodik-mekanik.

Përpunimi me shkëndijë elektrike përdoret gjerësisht në prodhimin e veglave në prodhimin e makinerive, kallëpeve të derdhjes dhe kallëpeve, si dhe në prodhimin bazë për përpunimin dimensional të pjesëve të punës me profile komplekse të bëra nga materiale elektrikisht të vështira për t'u përpunuar. Me ndihmën e tij, ju mund të prodhoni vrima përmes dhe të verbër të konfigurimeve të ndryshme, lojëra elektronike dhe kanale të lakuara, të prerë një kontur kompleks, pjesë të markës, të hiqni veglat e thyera nga pjesët e punës, etj.

Një diagram skematik i instalimit është paraqitur në Fig. 18.57, a. Burimi i energjisë - gjeneratori 3 impulset unipolare ngarkojnë kondensatorin 5 deri në tensionin e zbërthimit në hendekun midis elektrodës-mjetit 2 dhe pjesa e punës që përpunohet 1. Gjatë një avari, energjia e akumuluar nga kondensatori 5 lirohet menjëherë në formën e një shkarkimi.

Për shkak të kohëzgjatjes së shkurtër të shkarkimit, pjesa e punës dhe elektroda e punës praktikisht nuk nxehen, megjithëse pjesa kryesore e energjisë së akumuluar shndërrohet në nxehtësi që përdoret për shkrirjen dhe avullimin e materialit që përpunohet.

Nën ndikimin e shkarkimeve të shumta, në materialin e përpunuar krijohet një prerje, e cila është një gjurmë e fundit të veglës së elektrodës. Makineritë për përpunimin me shkëndijë elektrike janë të pajisura me pajisje kontrolli softuerësh që sigurojnë një hendek të vazhdueshëm midis pjesës së punës dhe mjetit, lëvizjen gjatësore të mjetit dhe kontrollin e furnizimit. Ecuria e procesit varet nga shpejtësia e përsëritjes së pulsit, energjia e shkarkimit, vetitë e materialit që përpunohet, materiali dhe forma e mjetit të elektrodës. Me kushte optimale të përpunimit të vendosura duke përdorur rezistencë të ndryshueshme 4, konfigurimi i pjesës sigurohet me një gabim ± 0,005 mm.

Përpunimi elektroda e profilit përdoret për të prodhuar vrima përmes dhe verbër me forma të ndryshme të prerjes tërthore.

Aktualisht, metoda e përpunimit të shkëndijave elektrike është më e përdorur. elektrodë me tela jo të profilizuar. Në këtë rast (Fig. 18.57.6) teli elektrodë 2 me diametër 0,02 - 0,5 mm (në varësi të saktësisë së kërkuar të përpunimit) mbështillet me një shpejtësi të caktuar nga bobina e furnizimit. 4 te bobina e marrjes 1 , duke riprodhuar çdo kontur të dhënë. Kur preni një kontur të mbyllur në një pjesë pune 3 ofrohet një vrimë teknologjike.

Trajtimi mekanik anodik (Fig. 18.57, V) kryhet gjatë ndezjes së pjesës së punës që përpunohet 1 në një qark DC si një anodë, dhe një mjet pune - një disk 2 si një katodë. Lëngu i punës (zgjidhja) futet në hendek xhami i lëngshëm gjatë përafërtimit ose një tretësirë ​​e klorurit ose sulfatit të natriumit gjatë përfundimit). Gjatë përpunimit anodiko-mekanik, metali i pjesës së punës i nënshtrohet shpërbërjes anodike (elektrokimike), si dhe shkrirjes lokale nga efektet e shkarkimeve, si në përpunimin e shkëndijës elektrike, dhe veprimit mekanik të një mjeti që heq filmin oksid dhe metalin e shkrirë.

Produktiviteti i procesit është 2 - 3 herë më i lartë se me përpunimin konvencional. Kjo metodë përdoret për bluarje, honim të vrimave cilindrike, lustrim, prerje. Trajtimi mekanik anodik mund të kombinohet me trajtimin gërryes, duke përdorur një disk gërryes elektrik përçues si mjet ose duke shtuar gërryes në lëngun e punës.

Procesi i ngurtësimit të shkëndijave elektrike përdoret për ngurtësimin e sipërfaqeve të metaleve dhe lidhjeve të ndryshme, më së shpeshti pajisjet e ngurtësimit. Në kontrast me përpunimin me shkëndijë elektrike dimensionale, këtu anoda është një mjet elektrodë, materiali nga sipërfaqja e së cilës transferohet në pjesën e punës që përpunohet - katodë.

Thelbi i metodës është që kur mjeti i afrohet pjesës së punës, midis tyre ndodh një shkëndijë. shkarkimi elektrik, i cili shkrin materialin e anodës. Në fazën e parë, një pikë metali i shkrirë nxehet temperaturë të lartë, vlon dhe metali i anodës në formë grimcash të vogla nxiton në katodë. Pasi kanë arritur në katodë, grimcat e shkrira janë ngjitur në të. Në fazën tjetër, një impuls i dytë i rrymës kalon nëpër seksionin e nxehtë të katodës. proceset e difuzionit dhe dukuritë karakteristike të farkëtimit.

Si një material anodë për forcimin e veglave prerëse (prerëse, prerëse, stërvitje, thika, etj.), Përdoren lidhje të forta të klasave të ndryshme, ferrokrom dhe grafit. Konsumi i këtyre materialeve është i vogël.

Kohët e fundit, i përhapur zona të ndryshme shkenca, teknologjia dhe mjekësia kanë marrë përdorimin e ultrazërit.

Çfarë është kjo? Ku përdoren dridhjet tejzanor? Çfarë përfitimesh mund të sjellin për njerëzit?

Ultratingulli quhen lëvizje lëkundëse të ngjashme me valë me një frekuencë prej më shumë se 15-20 kilohertz, që lindin nën ndikimin e mjedisi dhe e padëgjueshme për veshin e njeriut. Valët tejzanor fokusohen lehtësisht, gjë që rrit intensitetin e dridhjeve.

Burimet e ultrazërit

Në natyrë, ekografia shoqëron zhurma të ndryshme natyrore: shi, stuhi, erë, ujëvarë, shfletim në det. Disa kafshë (delfinët, lakuriqët e natës) mund ta prodhojnë atë, gjë që i ndihmon ata të zbulojnë pengesat dhe të lundrojnë në hapësirë.

Te gjitha ekzistuese burime artificiale Ekografia me ultratinguj ndahet në 2 grupe:

• gjeneratorë - dridhjet ndodhin si rezultat i tejkalimit të pengesave në formën e një rryme gazi ose lëngu.
• dhënës elektroakustikë - transformojnë tensionin elektrik në dridhje mekanike, gjë që çon në rrezatim valë akustike në mjedis.

Marrës me ultratinguj

Frekuencat e ulëta dhe të mesme të dridhjeve tejzanor perceptohen kryesisht nga transduktorët elektroakustikë të llojit piezoelektrik. Në varësi të kushteve të përdorimit, dallohen pajisjet rezonante dhe ato me brez të gjerë.

Për të marrë karakteristikat mesatare të fushës së zërit në kohë, përdoren marrës termikë, të përfaqësuar nga termoçift ose termistorë, të cilët janë të veshur me një substancë që ka veti thithëse të zërit.

Metodat optike, duke përfshirë difraksionin e dritës, mund të vlerësojnë intensitetin e ultrazërit dhe presionin e zërit.

Ku përdoren valët ultrasonike?

Valët tejzanor kanë gjetur aplikim në fusha të ndryshme.

Në mënyrë konvencionale, zonat e përdorimit të ultrazërit mund të ndahen në 3 grupe:

• marrjen e informacionit;
• ndikim aktiv;
• përpunimi dhe transmetimi i sinjalit.

Në secilin rast, përdoret një gamë specifike frekuence.

Pastrim me ultratinguj

Ekspozimi me ultratinguj siguron pastrim me cilësi të lartë të pjesëve. Me shpëlarje të thjeshtë të pjesëve, deri në 80% e papastërtisë mbetet mbi to, me pastrim me dridhje - afër 55%, me pastrim manual - rreth 20%, dhe me pastrim tejzanor - më pak se 0,5%.

Pjesë me formë komplekse, ju mund të shpëtoni nga ndotësit vetëm me ndihmën e ultrazërit.

Valët tejzanor përdoren gjithashtu për të pastruar ajrin dhe gazrat. Një emetues tejzanor i vendosur në një dhomë të sedimentimit të pluhurit rrit efektivitetin e tij qindra herë.

Përpunimi mekanik i materialeve të brishta dhe ultra të forta

Falë ultrazërit është bërë i mundur përpunimi ultra i saktë i materialeve. Përdoreni atë për të bërë prerje forma të ndryshme, matrica, bluajnë, gdhendin dhe madje shpojnë diamante.

Aplikimi i ultrazërit në radio elektronike

Në radio elektronike shpesh ka nevojë për të vonuar një sinjal elektrik në lidhje me ndonjë sinjal tjetër. Për këtë qëllim, ata filluan të përdorin linjat e vonesës tejzanor, veprimi i të cilave bazohet në transformimin impulset elektrike në valë tejzanor. Ato janë gjithashtu të afta të shndërrojnë dridhjet mekanike në ato elektrike. Prandaj, linjat e vonesës mund të jenë magnetostrictive dhe piezoelektrike.

Përdorimi i ultrazërit në mjekësi

Aplikimi i dridhjeve tejzanor në praktikë mjekësore në bazë të efekteve që ndodhin në indet biologjike gjatë kalimit të ultrazërit nëpër to. Lëvizjet osciluese Ata kanë një efekt masazhues në inde dhe kur thithin ultratinguj, nxehen lokalisht. Në të njëjtën kohë, në trup vërehen procese të ndryshme fizike dhe kimike që nuk shkaktojnë ndryshime të pakthyeshme. Si rezultat, proceset metabolike përshpejtohen, gjë që ka një efekt të dobishëm në funksionimin e të gjithë trupit.

Aplikimi i ultrazërit në kirurgji

Veprimi intensiv i ultrazërit shkakton ngrohje të fortë dhe kavitacion, i cili ka gjetur aplikim në kirurgji. Përdorimi i ultrazërit fokal gjatë operacioneve bën të mundur kryerjen e një efekti shkatërrues lokal në pjesët e thella të trupit, përfshirë zonën e trurit, pa shkaktuar dëme në indet e afërta.

Në punën e tyre, kirurgët përdorin instrumente me një fund pune në formën e një gjilpëre, bisturi ose sharre. Në këtë rast, kirurgu nuk ka nevojë të bëjë asnjë përpjekje, gjë që redukton natyrën traumatike të procedurës. Në të njëjtën kohë, ultratingulli ka një efekt analgjezik dhe hemostatik.

Ekspozimi me ultratinguj përshkruhet kur zbulohet një neoplazmë malinje në trup, e cila kontribuon në shkatërrimin e saj.

Valët tejzanor gjithashtu kanë një efekt antibakterial. Prandaj, ato përdoren për sterilizimin e instrumenteve dhe ilaçeve.

Ekzaminimi i organeve të brendshme

Ultratingulli përdoret për të kryer një ekzaminim diagnostik të organeve të vendosura në zgavrën e barkut. Për këtë, përdoret një aparat special.

Gjatë një ekzaminimi me ultratinguj, mund të zbulohen patologji të ndryshme dhe struktura jonormale, të dallohen neoplazitë beninje nga ato malinje dhe të zbulohet infeksioni.

Vibrimet me ultratinguj përdoren në diagnostikimin e mëlçisë. Ato ju lejojnë të identifikoni sëmundjet e rrjedhës së tëmthit, të ekzaminoni fshikëzën e tëmthit për praninë e gurëve dhe ndryshimeve patologjike dhe të identifikoni cirrozën dhe sëmundjet beninje të mëlçisë.

Ekzaminimi me ultratinguj ka gjetur aplikim të gjerë në fushën e gjinekologjisë, veçanërisht në diagnostikimin e mitrës dhe vezoreve. Ndihmon në zbulimin e sëmundjeve gjinekologjike dhe dallimin midis tumoreve malinje dhe beninje.

Valët e ultrazërit përdoren gjithashtu për të studiuar organe të tjera të brendshme.

Aplikimi i ultrazërit në stomatologji

Në stomatologji, pllakat dentare dhe gurët hiqen me anë të ultrazërit. Falë tij, shtresat hiqen shpejt dhe pa dhimbje, pa dëmtuar membranën mukoze. Në të njëjtën kohë, zgavra me gojë dezinfektohet.

Teksti i veprës është postuar pa imazhe dhe formula.
Versioni i plotë i veprës gjendet në skedën "Work Files" në format PDF

Shekulli i njëzet e një është shekulli i atomit, eksplorimit të hapësirës, ​​radio-elektronikës dhe ultrazërit. Shkenca e ultrazërit është relativisht e re. Së pari punë laboratorike Hulumtimi me ultratinguj u krye nga një shkencëtar rus - P.N. Lebedev në fund të shekullit të 19-të, dhe më pas J.-D studioi ultratinguj. Colladon, J. dhe P. Curie, F. Galton.

Në botën moderne, ultratingulli luan një rol gjithnjë e më të rëndësishëm në kërkimin shkencor. Studimet teorike dhe eksperimentale janë kryer me sukses në fushën e kavitacionit tejzanor dhe rrjedhave akustike, të cilat bënë të mundur zhvillimin e proceseve të reja teknologjike që ndodhin nën ndikimin e ultrazërit në fazën e lëngshme. Aktualisht, po formohet një drejtim i ri i kimisë - kimia tejzanor, e cila bën të mundur përshpejtimin e shumë proceseve kimike dhe teknologjike. Kërkimi shkencor kontribuoi në shfaqjen e një dege të re të akustikës - akustikën molekulare, e cila studion ndërveprimin molekular të valëve të zërit me lëndën. Janë shfaqur fusha të reja të aplikimit të ultrazërit. Krahas kërkimeve teorike dhe eksperimentale në fushën e ultrazërit janë kryer edhe shumë punë praktike.

Gjatë vizitës në spital, pashë pajisje funksionimi i të cilave bazohet në ultratinguj. Pajisjet e tilla bëjnë të mundur zbulimin e homogjeniteteve ose heterogjeniteteve të ndryshme të substancave në indet e njeriut, tumoret e trurit dhe formacionet e tjera, gjendjet patologjike trurit, bëjnë të mundur kontrollin e ritmit të zemrës. U interesova se si funksionojnë këto instalime me ndihmën e ultrazërit dhe në përgjithësi çfarë është ultratingulli. NË kursi shkollor fizika nuk thotë asgjë për ultratingullin dhe vetitë e tij, dhe vendosa të studioj vetë fenomenet tejzanor.

Qëllimi i punës: studioni ekografinë, hetoni eksperimentalisht vetitë e tij, studioni mundësitë e përdorimit të ultrazërit në teknologji.

Detyrat:

konsideroni teorikisht arsyet e formimit të ultrazërit;

merrni shatërvan tejzanor;

eksploroni vetitë e valëve tejzanor në ujë;

të hetojë varësinë e lartësisë së shatërvanit nga përqendrimi i substancës së tretur për tretësira të ndryshme (viskoze dhe të padukshme);

studim aplikime moderne ultrazërit në teknologji.

Hipoteza: valët ultrasonike kanë të njëjtat veti si valët e zërit (reflektim, përthyerje, interferencë), por për shkak të fuqisë më të madhe depërtuese në materie, ultratingulli ka më shumë mundësi për aplikim në teknologji; Ndërsa përqendrimi i tretësirës (densiteti i lëngut) rritet, lartësia e shatërvanit tejzanor zvogëlohet.

Metodat e hulumtimit:

Analiza dhe përzgjedhja e informacionit teorik; parashtrimi i një hipoteze kërkimore; eksperiment; testimi i hipotezave.

II. - Pjesa teorike.

1. Historia e ultrazërit.

Vëmendja ndaj akustikës u shkaktua nga nevojat e marinave të fuqive kryesore - Anglisë dhe Francës, sepse akustik është i vetmi lloj sinjali që mund të udhëtojë larg në ujë. Në 1826, shkencëtarët francezë J.-D. Colladon dhe C.-F. Sulmi përcaktoi shpejtësinë e zërit në ujë. Eksperimenti i tyre konsiderohet si lindja e hidroakustikës moderne. Këmbana nënujore në liqenin e Gjenevës u godit me ndezjen e njëkohshme të barutit. Blici nga baruti u vëzhgua nga shkencëtarët në një distancë prej 10 miljesh. Zhurma e ziles u dëgjua gjithashtu duke përdorur një tub dëgjimi nënujor. Duke matur intervalin kohor ndërmjet këtyre dy ngjarjeve, shpejtësia e zërit është llogaritur të jetë 1435 m/sek. Dallimi me informatikë moderne vetëm 3 m/sek.

Në vitin 1838, në SHBA, tingulli u përdor për herë të parë për të përcaktuar profilin e shtratit të detit me qëllim të vendosjes së një kabllo telegrafi. Burimi i tingullit, si në eksperimentin e Colladon, ishte një zile që tingëllonte nën ujë, dhe marrësi ishin tuba të mëdhenj dëgjimi të ulur mbi anën e anijes. Rezultatet e eksperimentit ishin zhgënjyese. Zhurma e kambanës (si, në të vërtetë, shpërthimi i fishekëve të barutit në ujë) dha një jehonë tepër të dobët, pothuajse të padëgjueshme midis tingujve të tjerë të detit. Ishte e nevojshme të shkosh në rajonin e frekuencave më të larta, duke lejuar krijimin e rrezeve të drejtuara të zërit, domethënë kalimin në ultratinguj.

Gjeneratori i parë i ultrazërit u bë në 1883 nga anglezi Francis Galton. Ultratingulli u krijua si një bilbil në tehun e një thike kur fryn mbi të. Roli i një maje të tillë në bilbilin e Galtonit luhej nga një cilindër me skaje të mprehta. Ajri ose gazi tjetër që dilte nën presion përmes një gryke unazore me një diametër të njëjtë me skajin e cilindrit kalonte në buzë dhe ndodhën lëkundje me frekuencë të lartë. Duke i fryrë bilbilit me hidrogjen, u bë e mundur të merreshin lëkundje deri në 170 kHz.

Në 1880, Pierre dhe Jacques Curie bënë një zbulim vendimtar për teknologjinë e ultrazërit. Vëllezërit Curie vunë re se kur ushtrohet presion mbi kristalet e kuarcit, ngarkesë elektrike, drejtpërsëdrejti në proporcion me forcën e aplikuar ndaj kristalit. Ky fenomen u quajt "piezoelektricitet" nga fjalë greke, që do të thotë "të shtypësh". Ata demonstruan gjithashtu efektin piezoelektrik të anasjelltë, i cili ndodhi kur një potencial elektrik që ndryshonte me shpejtësi u aplikua në kristal, duke bërë që ai të vibronte. Kjo dridhje ndodhi në një frekuencë tejzanor. Tani e tutje, është teknikisht e mundur të prodhohen emetues dhe marrës të ultrazërit me përmasa të vogla.

Fenomeni i elektrostrikcionit (efekti piezoelektrik invers) shkaktohet nga orientimi dhe paketimi i dendur i disa molekulave të ujit rreth grupeve jonike të aminoacideve dhe shoqërohet me ulje të kapacitetit të nxehtësisë dhe kompresueshmërisë së tretësirave të joneve bipolare. Fenomeni i elektrostrikcionit konsiston në deformimin e një trupi të caktuar në një fushë elektrike. Për shkak të fenomenit të elektrostrikcionit brenda dielektrikut, forcat mekanike. Edhe pse dukuritë e elektrostrikcionit vërehen në shumë dielektrikë, në shumicën e kristaleve ato shprehen dobët. Në disa kristale, për shembull, kripa Rochelle dhe titanati i bariumit, fenomeni i elektrostrikcionit ndodh shumë intensivisht.

III. - Pjesa praktike.

Krijimi i shatërvanëve me ultratinguj.

Për të marrë ekografinë, në punë janë përdorur 2 instalime të ndryshme tejzanor: 1) instalimi tejzanor i shkollës UD-1 dhe 2) instalimi tejzanor demonstrues UD-6.

Për të marrë një shatërvan, morëm një gotë me lente dhe e vendosëm mbi emetuesin në mënyrë që të mos krijoheshin flluska ajri midis pjesës së poshtme të xhamit dhe elementit piezoelektrik, gjë që do të ndërhynte shumë në eksperimentet. Për ta bërë këtë, xhami u vendos duke lëvizur pjesën e poshtme përgjatë kapakut të emetuesit derisa xhami të godiste parvazin e emetuesit. Pasi e vendosëm saktë gotën e lenteve, filluam të bënim vëzhgime, derdhëm ujë të zakonshëm të pijshëm në gotën e lenteve.

Rreth një minutë pasi gjeneratori u furnizua me energji nga rrjeti, u vu re një shatërvan me ultratinguj (Shtojca 1, Fig. 1), i cili rregullohet duke përdorur çelësin e rregullimit të frekuencës dhe vidhat rregulluese. Duke rrotulluar çelësin e rregullimit të frekuencës, ne morëm një shatërvan të një lartësie të tillë që uji filloi të spërkat mbi buzën e xhamit (Shtojca 1, Fig. 3, 12). Ne e kthyem kondensatorin akordues përsëri me një kaçavidë, zvogëluam shatërvanin dhe vazhduam rregullimin e vidës deri në maksimum të ri të shatërvanit ( lartësia maksimale shatërvani 13-15 cm Njëkohësisht me shfaqjen e shatërvanit u shfaq mjegull uji, i cili ishte rezultat i fenomenit të kavitacionit (Shtojca 1, Fig. 2).

Ulja e shatërvanit me spërkatje të lëngshme shpjegohet me lëvizjen e rrafshit të nivelit të lëngut në enë nga fokusi i thjerrëzave tejzanor, për shkak të uljes së nivelit. Për vëzhgimin afatgjatë të shatërvanit, ky i fundit u vendos në një tub qelqi, përgjatë murit të brendshëm të të cilit rrjedh lëngu që buron, kështu që niveli i tij në enë nuk ndryshon. Për ta bërë këtë, morëm një tub 50 cm të lartë me një diametër jo më të madh se diametri i brendshëm i kupës së thjerrëzave (d=3 cm). Kur përdorni një tub qelqi, lëngu derdhej në xhamin e thjerrëzave 5 mm nën skajin e sipërm të xhamit për të ruajtur nivelin e lëngut për shkak të spërkatjes së tij në murin e brendshëm të tubit (Shtojca 1, Fig. 4, 5, 6) .

Vëzhgimi i vetive të ultrazërit .

Për të marrë reflektimin e valëve, një pllakë e sheshtë metalike u fut në një kuvetë me glicerinë dhe ujë të derdhur sipër dhe u vendos në një kënd prej 45 0 me sipërfaqen e ujit. Ndezëm gjeneratorin dhe arritëm formimin e valëve në këmbë (Shtojca 1, Fig. 10), të cilat përftohen si rezultat i reflektimit të valëve nga pllaka e futur dhe muri i kuvetës. Në këtë eksperiment, interferenca në valë u vëzhgua njëkohësisht (Shtojca 1, Fig. 8, 9). Ne kryem saktësisht të njëjtin eksperiment, por derdhëm një zgjidhje të fortë të permanganatit të kaliumit me ujë (Shtojca 1, Fig. 11), pastaj glicerinë dhe ujë sipër. Në këtë eksperiment u arrit edhe përthyerja e valës: kur valët tejzanor kaluan nëpër ndërfaqen e dy lëngjeve, u vu re një ndryshim në gjatësinë e valës në këmbë në glicerinë, vala e saj ishte më e madhe se në ujin dhe manganin e tretur në të shpjegohet me ndryshimin në shpejtësinë e përhapjes së ultrazërit në këto lëngje U përftua edhe dukuria e koagulimit të grimcave: niseshteja u shtua në një kuvetë me ujë të pastër dhe u përzie tërësisht; pas ndezjes së gjeneratorit, ne pamë se si grimcat u mblodhën në nyjet e valëve në këmbë dhe, pasi fiknin gjeneratorin, ranë poshtë, duke pastruar ujin. Kështu, në këto eksperimente vëzhguam reflektimin, thyerjen, ndërhyrjen me ultratinguj dhe koagulimin e grimcave.

Vëzhgimi i varësisë së lartësisë së shatërvanit nga madhësia e molekulës së substancës së tretur dhe nga lloji i tretësirës.

Ne testuam hipotezën për varësinë e lartësisë së shatërvanit tejzanor nga dendësia e lëngut (përqendrimi i tretësirës) dhe madhësia e molekulës. Për ta bërë këtë, dendësia u ndryshua duke tretur substanca me madhësi të ndryshme molekulare (niseshte, sheqer, e bardha e vezës).

Për të zbuluar se si lartësia e shatërvanit varet nga dendësia e tretësirës dhe madhësia e molekulës së tretësirës, ​​u kryen eksperimentet e mëposhtme. Me frekuencë konstante, tension dhe vëllim lëngu (25 ml), rrezatova ujin me ultratinguj, me niseshte, sheqer dhe të bardhë veze të tretur në të. Për secilën substancë kam kryer 4 eksperimente, me secilin pasues kam reduktuar përqendrimin e substancave me 2 herë, d.m.th. në eksperimentin e dytë përqendrimi ishte 2 herë më i ulët, në eksperimentin e tretë - 4 herë më i ulët, në të katërtin - 8 herë më e ulët. Të gjitha vëzhgimet janë regjistruar dhe paraqitur në tabelën e mësipërme. Shtojca ofron gjithashtu një diagram që tregon qartë se si zvogëlohet përqendrimi i substancave (Shtojca 2, diagrami 1).

Kështu, kemi marrë një varësi të lartësisë së shatërvanit nga përqendrimi i substancave (Shtojca 2, Diagrami 2), dhe në eksperimentet me të bardhën e vezës dhe niseshtenë, lartësia e shatërvanit rritej dhe në eksperimentet me sheqer u ul.

Kjo shpjegohet me faktin se molekulat e niseshtës dhe proteinave janë polimere biologjike (HMC-të janë komponime me peshë të lartë molekulare). Kur treten në ujë, ato formojnë tretësirë ​​koloidale (diametri grimcë koloidale- 1-100 nm) me viskozitet të lartë. Për shkak të pranisë së një numri të madh grupesh hidrokso (-OH), lidhjet hidrogjenore formohen në molekulat e substancave të tilla (midis molekulave të ujit dhe niseshtës, ujit dhe proteinave), gjë që kontribuon në një shpërndarje më uniforme të grimcave në zgjidhje, e cila ndikon negativisht në transmetimin e valëve.

Sheqeri është një dimer (C 12 H 22 O 11) n, shpërbërja e tij çon në formimin e një tretësire të vërtetë (madhësia e grimcave të substancës së tretur është e krahasueshme me madhësinë e molekulave të tretësit), jo viskoze, me të lartë aftësia depërtuese, kjo strukturë zgjidhje kontribuon në një transferim më të fortë të energjisë valore.

Kështu, për lëngjet viskoze, me rritjen e përqendrimit të tretësirës, ​​lartësia e shatërvanit tejzanor zvogëlohet, dhe për lëngjet jo viskoze, me rritjen e përqendrimit të tretësirës, ​​rritet lartësia e shatërvanit tejzanor.

IV. -Zbatimet teknike të ultrazërit.

Aplikimet e ndryshme të ultrazërit mund të ndahen në tre fusha:

marrjen e informacionit për një substancë;

ndikimi në substancë;

përpunimi dhe transmetimi i sinjalit.

Varësia e shpejtësisë së përhapjes dhe dobësimit të valëve akustike nga vetitë e materies dhe proceset që ndodhin në to përdoret në studimet e mëposhtme:

studimi i proceseve molekulare në gaze, lëngje dhe polimere;

studimi i strukturës së kristaleve dhe trupave të tjerë të ngurtë;

kontrollin e rrjedhës reaksionet kimike, tranzicionet fazore, polimerizimi etj.;

përcaktimi i përqendrimit të tretësirave;

përcaktimi i karakteristikave të forcës dhe përbërjes së materialeve;

përcaktimi i pranisë së papastërtive;

përcaktimi i shpejtësisë së rrjedhjes së lëngut dhe gazit.

Informacioni për strukturën molekulare të një substance sigurohet duke matur shpejtësinë dhe koeficientin e absorbimit të zërit në të. Kjo ju lejon të matni përqendrimin e solucioneve dhe pezullimeve në pulpa dhe lëngje, të monitoroni ecurinë e nxjerrjes, polimerizimit, plakjes dhe kinetikën e reaksioneve kimike. Saktësia e përcaktimit të përbërjes së substancave dhe pranisë së papastërtive duke përdorur ultratinguj është shumë e lartë dhe arrin në një pjesë të përqindjes.

Matja e shpejtësisë së zërit në trupat e ngurtë bën të mundur përcaktimin e karakteristikave elastike dhe të forcës së materialeve strukturore. Kjo metodë indirekte e përcaktimit të forcës është e përshtatshme për shkak të thjeshtësisë së saj dhe mundësisë së përdorimit në kushte reale.

Analizuesit tejzanor të gazit monitorojnë akumulimin e papastërtive të rrezikshme. Varësia e shpejtësisë tejzanor nga temperatura përdoret për termometrinë pa kontakt të gazeve dhe lëngjeve.

Matësit e rrjedhës tejzanor që funksionojnë në efektin K. Doppler bazohen në matjen e shpejtësisë së zërit në lëngjet dhe gazrat në lëvizje, duke përfshirë ato johomogjene (emulsione, pezullime, pulpa). Pajisje të ngjashme përdoren për të përcaktuar shpejtësinë dhe shpejtësinë e rrjedhjes së gjakut në studimet klinike.

Një grup i madh metodash matëse bazohet në reflektimin dhe shpërndarjen e valëve ultratinguj në kufijtë midis mediave. Këto metoda ju lejojnë të përcaktoni me saktësi vendndodhjen e trupave të huaj në mjedis dhe përdoren në fusha të tilla si:

hidrolokator;

testimi jo shkatërrues dhe zbulimi i të metave;

diagnostifikimi mjekësor;

përcaktimi i niveleve të lëngjeve dhe lëndë të ngurta të shkrifëta në kontejnerë të mbyllur;

përcaktimi i madhësive të produktit;

vizualizimi i fushave zanore - vizioni i zërit dhe holografia akustike.

Reflektimi, përthyerja dhe aftësia për të fokusuar ultratingullin përdoren në zbulimin e defekteve tejzanor, në mikroskopët akustikë tejzanor, në diagnostikimin mjekësor dhe për të studiuar makro-inhomogjenitetet e materies. Prania e inhomogjeniteteve dhe koordinatat e tyre përcaktohen nga sinjalet e reflektuara ose nga struktura e hijes.

Metodat e matjes të bazuara në varësinë e parametrave të një sistemi oshilues rezonant nga vetitë e mediumit që e ngarkon atë (impedanca) përdoren për matjen e vazhdueshme të viskozitetit dhe densitetit të lëngjeve dhe për matjen e trashësisë së pjesëve që mund të aksesohen vetëm. nga njëra anë. I njëjti parim qëndron në themel të testuesve të fortësisë tejzanor, matësve të nivelit dhe çelsave të nivelit. Përparësitë e metodave të testimit me ultratinguj: koha e shkurtër e matjes, aftësia për të kontrolluar mjediset shpërthyese, agresive dhe toksike, pa ndikim të instrumentit në mjedisin dhe proceset e kontrolluara.

V. - Përfundim:

Në procesin e kryerjes së punës kërkimore, unë ekzaminova teorikisht arsyet e formimit të ultrazërit; studioi aplikimet moderne të ultrazërit në teknologji: ultratingulli ju lejon të zbuloni struktura molekulare substancat, përcaktojnë karakteristikat elastike dhe të forcës së materialeve strukturore, monitorojnë proceset e akumulimit të papastërtive të rrezikshme; përdoret në zbulimin e defekteve tejzanor, në mikroskopët akustikë tejzanor, në diagnostikimin mjekësor, për studimin e makro-inhomogjeniteteve të një substance, për matjen e vazhdueshme të viskozitetit dhe densitetit të lëngjeve, për matjen e trashësisë së pjesëve që mund të arrihen vetëm nga njëra anë. Kam marrë në mënyrë eksperimentale një shatërvan tejzanor: zbulova se lartësia maksimale e shatërvanit është 13-15 cm (në varësi të nivelit të ujit në gotë, frekuencës së ultrazërit, përqendrimit të tretësirës, ​​viskozitetit të tretësirës). Ajo hetoi eksperimentalisht vetitë e valëve ultrasonike në ujë: ajo përcaktoi se vetitë e një valë tejzanore janë të njëjta me ato të një valë zanore, por të gjitha proceset, falë frekuencë të lartë ultrazërit, ndodhin me depërtim të madh në thellësi të substancës.

Eksperimentet kanë vërtetuar se një shatërvan tejzanor mund të përdoret për të studiuar vetitë e solucioneve, si përqendrimi, dendësia, transparenca dhe madhësia e grimcave të tretura. Kjo metodë Studimi dallohet nga shpejtësia dhe lehtësia e ekzekutimit, saktësia e studimit dhe aftësia për të krahasuar lehtësisht zgjidhje të ndryshme. Studime të ngjashme janë të rëndësishme gjatë zbatimit monitorimi i mjedisit. Për shembull, kur studioni përbërjen e mbetjeve minerare në qytetin e Olenegorsk në thellësi të ndryshme ose për monitorimin e ujit në impiantet e trajtimit të ujërave të zeza.

Kështu, konfirmova hipotezën time se valët ultrasonike kanë të njëjtat veti si valët e zërit (reflektim, përthyerje, interferencë), por për shkak të fuqisë së tyre më të madhe depërtuese në materie, ultratingulli ka më shumë mundësi për aplikim në teknologji. Hipoteza për varësinë e lartësisë së shatërvanit tejzanor nga dendësia e lëngut u konfirmua pjesërisht: kur përqendrimi i substancës së tretur ndryshon, dendësia ndryshon dhe lartësia e shatërvanit ndryshon, por transferimi i energjisë së valës tejzanor varet. në një masë më të madhe nga viskoziteti i tretësirës, ​​prandaj, për lëngje të ndryshme (viskoze dhe të padukshme), varësia e lartësisë së shatërvanit nga përqendrimet doli të jetë e ndryshme.

VI. - Bibliografi:

Myasnikov L.L. Tingull i padëgjueshëm. Leningrad "Ndërtimi i anijeve", 1967. 140 f.

Pasaporta Njësia demonstruese me ultratinguj UD-76 3.836.000 PS

Khorbenko I.G. Tingulli, ultratingulli, infratingulli. M., “Dituria”, 1978. 160 f. (Shkenca dhe Përparimi)

Shtojca 1

Shtojca 2

Diagrami 1

Valët mekanike me frekuencë vibrimi, më shumë se 20,000 Hz nuk perceptohen nga njerëzit si zë. Nga quajtur tejzanor valë ose ultratinguj. Ultratingulli absorbohet fuqishëm nga gazrat dhe shumë më i dobët nga trupat e ngurtë dhe lëngjet. Prandaj, valët tejzanor mund të përhapen në distanca të konsiderueshme vetëm në lëndë të ngurta dhe të lëngshme.

Meqenëse energjia e mbartur nga valët është proporcionale me densitetin e mediumit dhe katrorin e frekuencës, ultratingulli mund të bartë shumë më tepër energji sesa valët e zërit. Një tjetër veti e rëndësishme e ultrazërit është ajo është relativisht e thjeshtë për të kryer drejtimin e saj rrezatimi. E gjithë kjo lejon përdorimin e gjerë të ultrazërit në teknologji.

Vetitë e përshkruara të ultrazërit përdoren në një tingullues eko - një pajisje për përcaktimin e thellësisë së detit (Fig. 25.11). Anija është e pajisur me një burim dhe marrës të ultrazërit të një frekuence të caktuar. Burimi dërgon impulse tejzanor afatshkurtër dhe marrësi merr pulset e reflektuara. Njohja e kohës ndërmjet nisjeve dhe marrja e pulseve dhe shpejtësia e përhapjes së ultrazërit në ujë, duke përdorur formulën (25.3) përcaktoni thellësinë e detit. Një lokalizues tejzanor funksionon në një mënyrë të ngjashme, i cili përdoret për të përcaktuar distancën nga një pengesë në rrugën e një anijeje në drejtimin horizontal. Në mungesë të pengesave të tilla, pulset tejzanor nuk kthehen në anije.

Është interesante se disa kafshë, të tilla si lakuriqët e natës, kanë organe që funksionojnë në parimin e një lokalizimi tejzanor, i cili u lejon atyre të lundrojnë mirë në errësirë. Delfinët kanë lokalizues të përsosur tejzanor.

Kur ultrazërit kalon nëpër një lëng, grimcat e lëngshme fitojnë përshpejtime të larta dhe fort ndikojnë në trupa të ndryshëm të vendosur në lëng. Kjo përdoret për të përshpejtuar një shumëllojshmëri të proceset teknologjike(për shembull, përgatitja e solucioneve, larja e pjesëve, rrezitja e lëkurës, etj.).

Me dridhjet e forta tejzanor në një lëng, grimcat e tij fitojnë përshpejtime aq të mëdha sa ato formohen në lëng kohë të shkurtër boshllëqe (boshllëqe) që mbyllen papritur duke krijuar shumë ndikime të vogla, d.m.th. ndodh kavitacioni. Në kushte të tilla, lëngu ka veprim i fortë dërrmues, i cili përdoret për përgatitjen e suspensioneve të përbëra nga grimca të atomizuara të ngurta në një lëng, dhe emulsione - pezullime të pikave të vogla të një lëngu në një tjetër.

Ultratingulli përdoret për të zbuluar defektet në pjesët metalike. NË teknologji moderne Përdorimi i ultrazërit është aq i gjerë sa që është e vështirë të renditen edhe të gjitha fushat e përdorimit të tij.

Vini re se mekanike quhen valë me frekuencë lëkundjeje më të vogël se 16 Hz valë infratingujsh ose infratinguj. Ato gjithashtu nuk shkaktojnë ndjesi zanore Valët infrasonike ndodhin në det gjatë uraganeve dhe tërmeteve. Shpejtësia e përhapjes së infratingujve në ujë është shumë më e madhe se shpejtësia e një uragani ose valëve gjigante të cunamit të krijuara nga një tërmet. Kjo lejon disa kafshë detare me aftësinë për të perceptuar infratinguj valët, në këtë mënyrë marrin sinjale për afrimin e rrezikut.