Kādi ir dažādi ultraskaņas lietojumu veidi?

Ultraskaņas lietojumi izriet no skaņas īpašībām. Skaņa nav viegla; tā sastāv no gāzes vai šķidruma mehāniskas vibrācijas, savukārt gaismai ir elektromagnētisks raksturs. Viļņi izplatās trīs dimensijās no punktveida avota, izkliedējot enerģiju un samazinot amplitūdu, ceļojot. Mazāk blīvas vides, piemēram, gāzes, nes skaņas viļņus tālāk nekā šķidrumi. Cietas vielas vada skaņu, viļņam iedarbojoties uz vienu virsmu un fiziski pārvietojot gāzi vai šķidrumu uz otru cietās vielas virsmu.

Skaņas viļņu fiziskā ietekme uzlabo cieto un šķidrumu maisījumu konsistenci laboratorijas un komerciāla mēroga ultraskaņas lietojumos. Homogenizācija notiek, samazinot cieto vielu daļiņu izmēru, izkliedējot cietās vielas vai sadalot daļiņu aglomerātus. Skaņas viļņu īpaši augstas frekvences enerģija izraisa kavitāciju šķidrumā. Kavitācija notiek kā mainīgas augsta un zema spiediena zonas, kas izraisa mikro burbuļu veidošanos un vardarbīgu sabrukšanu.

Bioloģiskās laboratorijas izmanto ultraskaņas mehānisko spēku, lai sadalītu šūnas un atdalītu organellus, kas ir mazi intracelulāri komponenti. No šūnu šķidruma var iegūt noderīgus bioloģiskos savienojumus. Līdzīgi kā sterilizācijas paņēmienu var izmantot šūnu izjaukšanu ar ultraskaņu. Laboratorijas trauku tīrīšanu no noturīgām organiskām vielām vai minerālu nogulsnēm bieži veic, mērcējot tos ultraskaņas vannās.

Sonoķīmija veicina ķīmiskās reakcijas, izmantojot ultraskaņas lietojumprogrammu vardarbīgu kavitācijas sajaukšanu. Reakcijas ātrums palielinās, jo palielinās reaģentu sajaukšanās vai jauktās fāzes katalizatoru aktivitāte. Šīs tehnoloģijas komerciālie pielietojumi ietver augu eļļu pārveidošanu biodīzeļdegvielā.

Citas ultraskaņas lietojumprogrammas izmanto skaņas viļņu raksturu. Skaņa atstarojas no cietām virsmām, un to var uztvert antena. Daudzas ultraskaņas lietojumprogrammas sniedz diagnostikas informāciju medicīnas jomā, lai palīdzētu novērtēt augļus, audzējus un ievainojumus. Šie neinvazīvie izmeklējumi ir vienkārši, nesāpīgi un lēti.

Sonārs izmanto skaņu kā attāluma mērīšanas ierīci, aprīkojumu, kas pārraida un saņem viļņu enerģiju, lai noteiktu objektu atrašanās vietu. Viļņu garumi var atšķirties no infraskaņas līdz ultraskaņai. Militārās vienības izmanto attāluma lietojumprogrammas mērķa iegūšanai, navigācijai un drošībai. Zvejnieki bieži izmanto hidrolokatorus, lai palīdzētu atrast zivju barus. Dronus un robotus var vadīt ar ultraskaņas komandām.