Hva er de forskjellige typene ultralydapplikasjoner?

Lyd er trykksvingningen til et medium, for eksempel luft eller vann. Bølgelengden til lyd varierer med temperatur, medium og initial energi. Ultralyd refererer til bølgelengder over det menneskelige hørselsområdet, omtrent 20 000 kilohertz. Mange ultralydapplikasjoner bruker mekaniske vibrasjoner av lyd for å forstyrre cellulær eller partikkelformig struktur. Andre bruksområder bruker refleksjon av lydbølger for å oppdage eller observere gjenstander.

Ultralydapplikasjoner stammer fra lydegenskapene. Lyden er ikke lett; den består av mekanisk vibrasjon av en gass eller væske, mens lys har en elektromagnetisk karakter. Bølgene forplanter seg i tre dimensjoner fra en punktkilde, forsvinner i energi og avtar i amplitude når de beveger seg. Mindre tette medier, for eksempel gasser, fører lydbølger lenger enn væske. Faststoffer leder lyd ved påvirkning av bølgen på den ene overflaten og fysisk beveger gassen eller væsken på den andre overflaten av faststoffet.

Den fysiske effekten av lydbølger forbedrer konsistensen av faste-væske-blandinger i laboratorie- og kommersiell skala-ultralydapplikasjoner. Homogenisering skjer ved reduksjon av partikkelstørrelsen til faste stoffer, spredning av faste stoffer eller oppbryting av agglomerater av partikler. Lydbølgenes ultrahøyfrekvente energi forårsaker kavitasjon i væsken. Kavitasjon oppstår som vekslende områder med høyt og lavt trykk, noe som får mikrobobler til å dannes og kollapse voldsomt.

Biologiske laboratorier bruker den mekaniske kraften til ultralyd for å bryte opp celler og skille organeller, som er små intracellulære komponenter. Nyttige biologiske forbindelser kan ekstraheres fra cellevæsken. Tilsvarende kan ultralydforstyrrelse av celler brukes som steriliseringsteknikk. Rengjøring av laboratorievarer av gjenstridig organisk materiale eller mineralavleiringer oppnås ofte ved å suge bitene i ultralydbad.

Sonokjemi fremmer kjemiske reaksjoner ved bruk av voldelig kavitasjonsblanding av ultralydapplikasjoner. Reaksjonshastighetene øker på grunn av den økte blandingen av reaktantene eller den økte aktiviteten til blandet fase katalysatorer. Kommersielle anvendelser av denne teknologien inkluderer transformering av vegetabilske oljer til biodieselbrensel.

Andre ultralydapplikasjoner drar fordel av lydbølgen. Lyd reflekteres fra faste overflater og kan mottas med en antenne. Mange ultralydapplikasjoner gir diagnostisk informasjon i det medisinske feltet for å hjelpe til med vurdering av fostre, svulster og skader. Disse ikke-invasive undersøkelsene er enkle, smertefrie og rimelige.

Sonar bruker lyd som et rekkevidde, utstyr som overfører og mottar bølgeenergi for å lokalisere objekter. Bølgelengdene kan variere fra infrasonic til ultralyd. Ulike applikasjoner brukes av militære enheter for målinnsamling, navigasjon og sikkerhet. Fiskere bruker ofte ekkolodd for å finne fiskeskoler. Droner og roboter kan kontrolleres av ultralydkommandoer.