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基本信息

超聲學(xué)是聲學(xué)的一個重要分支或組成部分。它以研究超聲在各種物質(zhì)中產(chǎn)生、傳播、接收及與物質(zhì)的相互作用、產(chǎn)生的各種效應(yīng)和應(yīng)用為主要內(nèi)容。聲波屬于機械波，是機械振動在彈性媒質(zhì)中的傳播。現(xiàn)代聲學(xué)已涵蓋了從10-4-1014Hz的頻率范圍，相當(dāng)于從大約3小時振動一次的次聲到波長短于固體中原子間距的分子熱振動，即跨越了1018 量級的寬廣頻段。這也意味著，現(xiàn)在，人們已經(jīng)掌握了幾乎任意頻率聲波產(chǎn)生與測量研究的近代技術(shù)。

從頻率范圍而言，超聲是指頻率高于可聽聲頻率范圍的聲。根據(jù)對人耳的統(tǒng)計規(guī)律，在聲學(xué)中，規(guī)定可聽聲的頻率上限為2×104Hz。因而概括地說，超聲是頻率高于20KHz.的聲波。若再具體一點說，超聲頻段中，頻率高于108 Hz的超聲稱為特超聲。特別是其中108 -1012 Hz頻段，因與電磁波譜中的微波頻段相對應(yīng)，故又稱為微波超聲。

從功率范圍而言，連續(xù)波超聲一般在毫瓦-幾十千瓦范圍。脈沖波超聲可擴充為幾分之一毫瓦-幾兆瓦。相應(yīng)地，從聲強角度看，聚焦連續(xù)波超聲在液體中，因受空化的限制，上限約可達幾十千瓦每平方厘米;而聚焦脈沖超聲在焦斑中心，甚至可達幾十兆瓦每平方厘米。顯見，超聲學(xué)包含了從線性學(xué)到非線性聲學(xué)大跨度動態(tài)范圍豐富的研究內(nèi)容。

再從傳播媒質(zhì)而言，超聲在氣體、液體、固體、固熔體等物質(zhì)中，均能有效地傳播。而在這些媒質(zhì)中，不同頻率、功率、強度的超聲波，都具有其的傳播特性的傳播性及效應(yīng)，因而也有其相應(yīng)的研究內(nèi)容及廣泛的應(yīng)用。

超聲波的空化效應(yīng)

高頻振蕩信號，通過超聲波換能器轉(zhuǎn)換成高頻機械振蕩（既超聲波）而傳播到介質(zhì)（既清洗液）中，超聲波在清洗液中的輻射，使液體振動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的負(fù)壓區(qū)產(chǎn)生、生長，而在正壓區(qū)迅速閉合，這種被稱為空化效應(yīng)。

在空化的基本效應(yīng)中，還有許多其他有趣的現(xiàn)象。如，從能量放大的角度來看，一個聲壓幅值為0.1MPa的超聲，可在水中產(chǎn)生聲致發(fā)光，此壓力相應(yīng)于能量密度約為2.2J/cm3 ，或4×10-10eV/分子（eV為電子伏特單位，1eV=1.6021892×10-19J）。而最近證明，伴隨聲發(fā)光的光子具有超過6eV的能量。故聲波產(chǎn)生發(fā)光的能量放大近似于1.5×1010。作為對比，考慮一個熱能中子引起可分裂同位素鈾的情況，中子具有約0.025eV的能量，它引起裂變釋放能量約為200MeV，則其能量放大能力僅為0.8×1010!

又如，一個在剛性界面作形變振動的氣泡，實驗表明，在其閉合階段，會產(chǎn)生通過氣泡中心，突破泡壁，沖向界面的射流。同時也引起周圍液體的wei沖流。

再從泡內(nèi)能量密度看，氣泡快速閉合到微米級小泡內(nèi)，其密集度可超過1012。最近美國 Los Alamos 國家實驗室進行空化和微聚變（Micro-Fusion）實驗。在重水（D2O）中，伴隨超聲空化有異常發(fā)熱并產(chǎn)生了3He和4He核粉塵。反應(yīng)率為1012-1013Rx/s。

還有，從降溫速度看，氣泡崩塌之后，泡內(nèi)"熱點"驟然冷卻，冷卻速度達108 K/s。這相當(dāng)于金屬熔漿放入液氮的急劇冷卻速率。

超聲波的機械效應(yīng)

1.機械攪拌。超聲的高頻振動及輻射壓力可在氣、液體中形成有效的攪動與流動。空化氣泡振動對固體表面產(chǎn)生的強烈射流及局部wei沖流，均能顯著減弱液體的表面張力及磨擦力，并破壞固-液界面的附面層，因而達到普通低頻機械攪動達不到的效果。這一作用是藥物透入，美容品導(dǎo)入皮膚，超聲除氣，食品及化妝品調(diào)勻細(xì)化等應(yīng)用的物理基礎(chǔ)。

2.相互擴散。利用超聲振動及空化的壓力、高溫效應(yīng)，促使兩種液體，兩種固體，或液-固、液-氣界面之間，發(fā)生分子的相互滲透，形成新的物質(zhì)屬性。金屬或塑料的超聲焊接，超聲乳化、清洗、霧化可歸為此類作用。

3.均勻化。空化氣泡閉合后產(chǎn)生的局部沖擊波，可粉碎液體中的顆粒，使其細(xì)化;使結(jié)晶均勻;將較大、不均勻乳滴分散為微小均勻藥劑（如醫(yī)用造影劑、治癌藥劑等）;甚至可包括消溶血栓等作用。

4.凝聚作用。超聲振動可使氣、液媒質(zhì)中懸浮粒子以不同速度運動，增加相碰撞機會;或利用駐波使它們趨于波腹處，從而發(fā)生凝聚過程。煙道收塵、人工降雨可屬此類。

5.機械切削作用。因超聲振動加速度甚大，加上空化的聲腐蝕作用，可對硬脆材料（寶石、陶瓷、玻璃、磁鋼等）進行特形精密加工。

6.機械粉碎作用。利用高強度超聲脈沖，可以粉碎人體內(nèi)的腎結(jié)石和膽結(jié)石而不損傷軟組織。

超聲波提取機

濟寧金百特工程機械有限公司歷時八年發(fā)明創(chuàng)造出一種超聲提取管段，并成功地和公司出的管道式提取器相結(jié)合，實現(xiàn)了植物有效成分的連續(xù)逆流超聲提取，使超聲提取這一技術(shù)在被發(fā)現(xiàn)50多年后真正走向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，公司不斷完善配套系統(tǒng)，開發(fā)出藥材物料輸送及控制系統(tǒng)、提取溶媒流量及溫度控制系統(tǒng)、藥渣擠干及烘干處理系統(tǒng)、提取藥液渣液分離系統(tǒng)、提取管段攪拌系統(tǒng)、提取管段加熱保溫系統(tǒng)、在線清洗（WIP）系統(tǒng)、集中電氣操作控制等系統(tǒng)，構(gòu)成一套功能齊全的機電一體化中藥和天然產(chǎn)物提取設(shè)備。連續(xù)逆流超聲提取設(shè)備通過配備公司發(fā)明的超聲裝置，在常、低溫條件下，提取時間縮短至20~40分鐘，確保了連續(xù)化作業(yè)及動態(tài)逆流提取，提高了生產(chǎn)效率，減少了溶劑用量，降低了提取溫度，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了能耗，保證生產(chǎn)過程的安全性，避免了藥渣對環(huán)境的污染，是一套高效、節(jié)能、安全、環(huán)保的天然產(chǎn)物生產(chǎn)加工設(shè)備，廣泛應(yīng)用于使用各種溶劑從植物藥材中提取各種天然產(chǎn)物，特別是使用揮發(fā)性有機溶劑的提取，以及較大規(guī)模單味藥材的提取。此套設(shè)備的推廣及應(yīng)用，必將極大地促進中藥和天然產(chǎn)物產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代化建設(shè)。

超聲波提取機常見機型

超聲波提取機的多種用途

1、可作生物和植物細(xì)胞破碎;

2、可作生物和植物有效成份萃取;

3、可作中草藥有效成份的低溫提取;

4、可作BCR元素形態(tài)萃取;

5、低能量狀態(tài)可激活細(xì)菌;

6、高能量狀態(tài)可殺死活細(xì)菌;

7、可用于DNA提取和DNA剪切;

8、可用于基因?qū)?

9、可用于原酒的催陳處理;

10、可用于打破植物種子的休眠狀態(tài)，以提高出芽率和早熟期;

11、可用于兩項不同質(zhì)的溶液聚合