Ultrasunete

[Mr.Rullz]

Efectul piezoelectric consta in faptul ca supunand un cristal la deformari de tractiune sau comprimare dupa anumite directii, pe fetele sale apar sarcini electrice egale de semne contrare care isi schimba rolul daca inlocuim tractiunea prin comprimare si invers. Exista si efectul piezoelectric invers sau electrostrictiunea, pe care se bazeaza producerea ultrasunetelor, care consta in dilatari si comprimari succesive ale cristalului sub actiunea unui camp electric alternativ.
Se pot produce ultrasunete si cu ajutorul efectului magnetostrictiv care consta in deformarea corpurilor feromagnetice (fier, nichel, cobalt) sub actiunea unui camp magnetic. Introducand o bara dintr-un astfel de material (Ni) intr-un camp magnetic, paralel cu lungimea ei (produs de exemplu de o bobina in care e introdusa bara), aceasta se scurteaza.

Cand campul magnetic variaza periodic (curentul care strabate bobina este periodic) bara se va scurta periodic. In cazul unor frecvente mari ale campului alternativ vibratiile capetelor barei dau nastere la unde ultrasonore. Pentru a obtine amplitudini mari se aleg dimensiunile barei astfel ca sa avem rezonanta intre vibratiile elastice proprii si frecventa curentului alternativ excitator. Generatorul magnetostrictiv este avantajos pentru producerea ultrasunetelor de frecventa joasa (de la 20 - 60 kHz) si energii considerabile.

Datorita frecventei mari si a energiei mari pe care o transporta, ultrasunetele produc o serie de efecte fizico-chimice dintre care mentionam : distrugerea starilor labile de echilibru; incalzirea mediului; formarea de sisteme disperse (emulsii si suspensii) si distrugerea de astfel de sisteme (coagulari); influentarea potentialelor electrochimice si a pasivitatii metalelor; voalarea placilor fotografice; cresterea vitezei unor reactii chimice; explozia substantelor putin stabile (de exemplu iodura de azot) etc.Proprietatile ultrasunetelor permit folosirea lor intr-o mare varietate de aplicatii practice.

Ultrasunetele produc incalzirea si redistribuirea substantei din celulele vii ceea ce duce la folosirea lor in terapeutica (incalzirea anumitor tesuturi si masaje adanci) precum si la conservarea alimentelor (prin folosirea unor ultrasunete de frecventa si intensitate potrivita care distrug microorganismele).

O alta aplicatie a ultrasunetelor este legata de masurarea adancimii marilor. In esenta procedeul este acelasi ca si in cazul folosirii sunetelor obisnuite, prezentand insa avantajul fasciculelor dirijate.De asemenea se pot produce semnale foarte scurte ceea ce mareste precizia masurarii intervalului de timp dintre producerea semnalului direct si inregistrarea celui reflectat.

Ultrasunetele se folosesc in diferite procese tehnologice cum ar fi : spalarea, curatarea, uscarea sau sudarea unor corpuri si de asemenea pentru prelucrarea unor piese. In principiu, prelucrarea cu ajutorul ultrasunetelor consta in urmatoarele : se introduce piesa (sau portiunea de piesa) care trebuie prelucrata intr-un lichid in care se gasesc in suspensie particule de praf abraziv dur.

Sub actiunea unei surse de ultrasunete in lichid apare fenomenul de cavitatie. Datorita socurilor hidraulice particulele de abraziv sunt lovite cu putere de suprafata piesei smulgand aschii din aceasta. Pe acest principiu se bazeaza construirea unor masini unelte care sa taie filetele si dintii pinioanelor fine, care rectifica piese complicate, taie si gauresc placi.