Upload
oanna-ytz
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 2/28
Cuprins Ultrasunetele-Producerea ultrasunetelor
Generatorul piezoelectric Generatorul magnetostrictiv
Proprietăţile şi aplicaţiile ultrasunetelor
Proprietăţile ultrasunetelor Efectele produse de ultrasunete Aplicaţiile ultrasunetelor
Interacţiunea ultrasunetelor cu materia Mecanisme de interactine
Operatii tehnologice efectuate sub actiunea ultrasunetelor Terapia cu ultrasunete Utilizarile ultrasunetelor in scopuri teraprutice
Glosar Animale care folosesc ultrasunetele
2Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 3/28
ULTRASUNETELE. PRODUCEREA
ULTRASUNETELOR
Definiţie
Ultrasunetele sunt vibraţii elastice
care au frecvenţa mai mare decâtfrecvenţa maximă a oscilaţiilor careproduc senzaţia auditiv ă. Domeniul defrecvenţă în care avem ultrasunetele
este între 20 kHz şi 10 000 000 kHz.
3Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 4/28
Importanţa ultrasunetelor şi a producerii lor acrescut în ultimul timp datorită unor largi aplicaţii aleacestora.
Pentru producerea ultrasunetelor cel mai des seutilizează cel mai des generatoare elecromecanice carefuncţionează pe baza fenomenelor de
piezoelectricitate şi magnetostricţiune.
4Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 5/28
GENERATORUL PIEZOELECTRIC.
Funcţionarea acestui generator se bazează peproprietatea unui cristal de cuarţ de a se deforma încâmp electric.
GENERATORUL MAGNETOSTRICTIV.
Funcţionarea acestui generatorse bazează pe aceea că unele substanţeferomagnetice, la magnetizare, îşi schimbă
dimensiunile. Dacă aceste substanţe sedispun într-un câmp magnetic variabil, ele vor incepe să oscileze. În acest caz ele potdeveni surse de ultrasunete.
5Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 6/28
PROPRIETĂŢILE ŞI APLICAŢIILE
ULTRASUNETELOR
nu sunt percepute de organul auditiv al omului;
se pot obţine şi sub forma unor fascicule înguste;
transportă o cantitate însemnata de energie; ele sunt puternic absorbite de substanţe în stare gazoasă.
6Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 7/28
Efectele produse de ultrasunete pot provoca incalziri locale duc la omogenizarea unor sisteme dispersate
cum ar fi: solutii coloidale, emulsii etc.; pot distruge starea de omogenitate a unor
astfel de sisteme;
pot accelera si chiar provoca unele reactiichimice; pot favoriza procesele de polimerizare si invers produc fenomenul de cavitatie, care consta in
aparitia unor goluri in fluide in miscare; provoaca perturbatii mecanice in interiorul
celulelor vii, care pot duce pana la distrugereamicroorganismelor.
7Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 8/28
Aplicatiile ultrasunetelor: pe baza fenomenului de cavitaţie se pot curaţi
piese metalice, cazane, se pot perfora sau tăiametale;
având în vedere că ultrasunetele pot distrugemicroorganisme, ele se utilizează la preparareaserurilor şi vaccinurilor, la sterilizarea şi
conservarea alimentelor; datorită încalzirii locale pe care o produc când
cad pe ţesuturile organismului, ele se pot folosipentru tratamentul unor nevralgii.
8Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 9/28
Interacţiunea ultrasunetelor cu materia Mecanisme de interactiune:
La trecerea undelor ultrasonore printr-un mediu
sunt posibile trei mecanisme de interacţiune: mecanismul termic
cavitaţia
mecanismul de stress
9Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 10/28
Mecanismul termic:Când ultrasunetele interacţionează cu materia, o
parte din energia fasciculului poate fi absorbită demediu şi transformată în caldură. Cantitatea decaldură generată pe unitatea de volum a mediului esteproporţională cu intensitatea acustică şi cucoeficientul de absorbţie şi invers proporţionala cudensitatea mediului şi cu căldura lui specifică.
10Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 11/28
Cavitaţia: prin acţiunea mecanică, chimică şi termică se
pot produce într-un mediu lichid bule (cavitaţi)cu sau fară conţinut de gaze sau vapori.Producerea acestor cavitaţi şi efectul pe careacestea îl au asupra mediului în care sunt produsepoartă denumirea de cavitaţie.
11Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 12/28
Mecanismul de stress: în sisteme eterogene supuse acţiunii
câmpului ultrasonor apar forţe rezultate,clasificate astfel: forţe ascensionale , care sunt oscilatorii
forţe de radiaţie sau de deplasare
forţe de variaţie ale vascizităţii
12Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 13/28
Operaţii tehnologice efectuate sub acţiunea ultrasunetelor:
dispersia este procesul fizic de răspândire aparticulelor unei substanţe printre particulele alteisubstanţe
cur ăţirea cu ultrasunete este mult utilizată datorită calităţii operaţiei efectuate, a timpului scurt de lucru,a diversităţii materialelor ce pot fi supuse acesteioperaţii
sedimentarea particulelor: principiul care sta la bazasedimentării particulelor fine, solide sau lichide îlconstituie aglomerarea acestora în zona nodurilorunui câmp staţionar produs de propagareaultrasunetelor
13Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 14/28
filtrarea reprezintă operaţia de separare a uneisubstanţe solide dintr-un lichid ,prin intermediulunui filtru
emulsionarea se bazează pe dispersareaparticulelor unui lichid în altul sau a unei
substanţe solide într-un lichid în care nu sedizolv ă
extracţia este operaţia de separare a uneia saumai multor substanţe dintr-un amestec
uscarea este procesul de eliminare a apei dintr-unmaterial
cristalizarea se bazează pe diferenţa desolubilitate a componentelor unui amestec
14Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 15/28
TERAPIA CU ULTRASUNETE Utilizarea ultrasunetelor în terapie se bazează
pe efectele benefice pe care acestea le au asupraorganismului uman şi animal. Experienteleefectuate pe animale au aratat că, în urmaexpunerii la ultrasunete, se produce creştereatemperaturii materialului biologic tratat, procesdependent de coeficientul de absorbţie: în oase şi în ţesutul nervos, creşterea de temperatură estemai pronunţată decât în ţesutul adipos şi celmuscular.
15Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 16/28
Boli ce se pot trata prin terapia cu ultrasunete:
Reumatism
Artroze
Hernie de discFibrozită intramusculară
Herpes Zoster
Fracturi
Astm bronşic, bronşită acută
16Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 17/28
GLOSAR Amplitudinea: A este diferenţa dintre poziţia medie a unei
particule din mediu şi poziţia ei la un moment dat din timpult. Pentru vibraţii libere amplitudinea variază sinusoidal cu
timpul: A = A0 cos t unde: A0 este amplitudinea iniţială; - frecvenţa unghiulară ( = 2 /T) exprimată în radiani pe
secundă Atenuarea reprezintă pierderea treptată a energiei acusticela trecerea unei unde acustice printr-un mediu.
17Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 18/28
Camp ultrasonor este regiunea mediului elasticcare se gaseşte în stare de vibraţie, fiind sediul
unor unde ultrasonore.
Energia totală a vibraţiilor unei unităţi de volum,
a unui sistem E, este proporţională cu densitatea,cu frecvenţa unghiulară şi cu amplitudinea vibraţiilor A:
E = 1/2² A² = 2 ·f²A²
18Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 19/28
Factor de reflexie acustică R este raportuldintre presiunea acustică a undei reflectate şipresiunea acustică undei incidente.
Factorul de transmisie acustică este raportuldintre presiunea acustică a undei transmise şipresiunea acustică a undei transmise şi presiuneaacustică a undei incidente.
Frecventa f este numărul de oscilaţii completeefectuate într-o secunda. Unitatea de masură esteHertz ( Hz ).
19Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 20/28
Independenţa acustică caracteristică a unuimediu este produsul dintre densitatea lui şi vitezasunetului în acel mediu.
Lungimea de undă este distanţa dintrepuncte consecutive de maxim de compresiunesau de rarefiere.
Perioada T reprezintă timpul, în secunde,necesar pentru efectuarea unei oscilaţii ( vibraţii )complete:
T = 1/f .
20Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 21/28
Puterea acustică P este energia acustică totală radiată în unitatea de timp şi se masoară în waţi ( W ).
Rezonanţa este fenomenul care apare atunci
cand frecvenţa ultrasunetelor coincide cufrecvenţa proprie a vibraţiilor moleculei,amplitudinea vibraţiilor mărindu-se.
21Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 22/28
Animale care folosesc ultrasunetele Liliacul
Balena
Delfinul Moliile
Cârtiţa
Păsările
22Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 23/28
23Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 24/28
24Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 25/28
25Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 26/28
26Ultrasunetele
7/18/2019 28295611-Ultrasunetele
http://slidepdf.com/reader/full/28295611-ultrasunetele 27/28
27Ultrasunetele