
超聲波處理器的主要組成部分
要理解工作流程,需要先了解它的構(gòu)成:
1. **發(fā)生器**:即主機(jī)。負(fù)責(zé)產(chǎn)生特定頻率的高頻電信號(hào),并控制輸出功率、工作時(shí)間、脈沖模式(開/關(guān)間隔)等參數(shù)。
2. **換能器**:核心能量轉(zhuǎn)換部件。通常采用壓電陶瓷材料,能將發(fā)生器傳來的高頻電能轉(zhuǎn)換成相同頻率的機(jī)械縱向振動(dòng)。
3. **探頭(變幅桿)**:通常為鈦合金制成的錐形金屬桿。它有兩個(gè)作用:
* **放大振幅**:其錐形設(shè)計(jì)可以將換能器傳來的微小振動(dòng)幅度進(jìn)行機(jī)械放大。
* **傳遞能量**:直接浸入樣品液中,將高強(qiáng)度振動(dòng)能量直接傳遞到液體中。
**探頭端是能量最集中的地方,也是最容易磨損的部分。

核心工作原理:空化效應(yīng)
1. **產(chǎn)生高頻壓力波**:超聲波處理器通過換能器將電能轉(zhuǎn)換為高頻機(jī)械振動(dòng)(通常為20kHz - 40kHz,超出人耳聽覺范圍)。
2. **形成微氣泡**:這些高頻振動(dòng)通過探頭(也叫變幅桿)傳遞到液體中,形成疏密相間的壓力波。在**負(fù)壓區(qū)**,液體受到拉伸力,使其內(nèi)部形成微小的真空氣泡(或稱空化核)。
3. **氣泡潰滅**:緊接著在**正壓區(qū)**,這些微小的氣泡被急劇壓縮,并在極短的時(shí)間(微秒級(jí))內(nèi)崩潰、湮滅。
4. **釋放巨大能量**:氣泡潰滅的瞬間,會(huì)在極其微小的局部空間內(nèi)產(chǎn)生**幾千個(gè)大氣壓的高壓**和**幾千攝氏度的高溫**,同時(shí)伴隨強(qiáng)烈的沖擊波和高速微射流(時(shí)速可達(dá)400公里以上)。
**正是這種瞬間釋放的物理力量,作用于周圍的樣品,從而實(shí)現(xiàn)了各種處理目的。