Des expériences à ultrasons Transducteur

July 25

Des expériences à ultrasons Transducteur


Les ultrasons sont des ondes sonores qui sont au-dessus du seuil de l'audition humaine. En règle générale, les humains peuvent entendre des ondes sonores entre 16 hertz et 16 kilohertz, mais l'échographie est dans la gamme de 20 kilohertz jusqu'à 10 mégahertz. L'imagerie médicale fait un usage intensif de l'échographie, mais l'échographie a également un rôle à jouer dans des expériences de chimie.

transducteurs à ultrasons

Un transducteur à ultrasons est un dispositif qui convertit l'énergie électrique en énergie sonore. Ils fonctionnent en appliquant un courant alternatif en un matériau piézoélectrique tel que le quartz, pris en sandwich entre deux dissipateurs thermiques en métal. Ceci amène le matériau piézo-électrique pour faire vibrer rapidement et génère des ultrasons.

Les ultrasons utilisés dans la plupart des expériences est différente de celle des ultrasons utilisés dans des situations d'imagerie médicale telles que des analyses de la grossesse. La première est d'une fréquence plus basse, alors que celui-ci est d'une fréquence plus élevée et sûr pour un usage médical.

Cavitation Bubbles et Sonoluminescence

Les ultrasons voyageant à travers un liquide créent des zones alternées de haute et basse pression. La basse pression provoque de minuscules bulles de cavitation pour former, qui a ensuite dilater et se contracter en raison des ondes ultrasonores oscillants. Le liquide se vaporise dans les cavités de la bulle, la bulle de remplissage avec de la vapeur et des gaz dissous au sein du liquide diffuse dans les bulles.

Finalement, l'effondrement des bulles de cavitation et imploser, ce qui crée une onde de choc qui soumet le contenu des bulles à des températures et des pressions allant jusqu'à 5000 Kelvin et 1000 atmosphères, respectivement.

Ces conditions provoquent des réactions chimiques uniques qui ne se produiraient normalement dans le laboratoire, comme sonoluminescence, lorsque les bulles effondrement émettent de la lumière. Les conditions à l'intérieur des bulles effondrement créent de très courte durée et difficile à identifier les molécules et les ions qui se débarrasser de leur excès d'énergie sous forme de lumière excités.

nettoyage par ultrasons

L'échographie peut être utilisé pour nettoyer des objets tels que des bijoux. Les bulles de cavitation créé par l'effondrement des ultrasons sur les surfaces des objets immergés dans le liquide. Quand ils l'effondrement qu'ils "jet" sur la surface et nettoyer la surface dans le processus.

Vous pouvez voir cet effet en plaçant un morceau de papier d'aluminium dans un bain à ultrasons. Fixer le transducteur à ultrasons à la partie inférieure d'un récipient métallique, tel qu'une boîte de conserve, et le remplir d'eau. Allumez le transducteur et tenir un morceau de papier d'aluminium dans l'eau pendant environ 10 secondes. Tenez la feuille à une lumière pour voir de nombreux petits trous percés dans la feuille par l'effondrement et de jets de bulles de cavitation.

Création d'émulsions de liquides non miscibles

Certains liquides, comme l'huile et l'eau, ne se mélangent pas avec l'autre, même avec une agitation vigoureuse. Ces liquides sont «non miscible». Les bulles de cavitation produites par un transducteur ultrasonique peut être utilisé pour créer une émulsion de deux liquides non miscibles dans lequel l'un des liquides non miscibles est suspendu dans l'autre. Les deux liquides seront finalement séparés, mais il sera plus lent que si vous les mélanger à la main.

Ajouter des parties égales d'huile de cuisson et de l'eau à un bocal en verre. Mélanger les liquides non miscibles en secouant le pot à la main, puis laisser séparer. Noter le temps pour la séparation complète de se produire, puis insérez le transducteur à ultrasons dans l'huile et l'eau. Activez-le pour créer une émulsion. Encore une fois, laisser les deux liquides à séparer et à enregistrer le temps pour la séparation complète de se produire. L'émulsion créée par les ultrasons prendra plus de temps à se séparer.