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실험실에서 초음파 파를 어떻게 생산할 수 있는지 설명합니까?

초음파 파, 인간 청각 범위 (일반적으로 20kHz보다 큰 주파수)가있는 음파는 다양한 방법을 사용하여 실험실에서 생산할 수 있습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 기술입니다.

1. 압전 효과 :

* 원리 : 이것은 가장 일반적인 방법입니다. 석영, 세라믹 및 로셸 소금과 같은 특정 재료는 압전 효과를 나타내며, 이는 전기장이 적용될 때 변형되고 그 반대도 마찬가지입니다.

* 절차 : 압전 변환기는 전극을 압전 재료에 부착하여 구축된다. 교대 전압이 전극에 적용되는 경우, 재료는 전압 주파수에서 확장되고 수축됩니다. 이 기계적 진동은 초음파 파를 생성합니다.

* 장점 : 고효율, 정확한 주파수 제어, 광범위한 주파수 달성 가능.

* 단점 : 제한된 전력 출력은 효율적인 에너지 전달을 위해 신중한 임피던스 일치가 필요합니다.

2. 자기 강증 :

* 원리 : 니켈과 철과 같은 특정 강자성 물질은 자기장에 노출 될 때 치수를 변화시킵니다. 이 속성을 자기 강증이라고합니다.

* 절차 : 코일은 자기 유도 재료 주위에 감겨 있습니다. 코일을 통해 전류가 번갈아 가면 다양한 자기장이 생성되어 재료가 진동을 일으 킵니다. 이 진동은 초음파 파도를 만듭니다.

* 장점 : 고출력 초음파 파를 생성 할 수 있습니다.

* 단점 : 압전 변환기에 비해 낮은 주파수 범위는 높은 전류가 필요합니다.

3. 전자기 발진기 :

* 원리 : 고주파 전자기장을 사용하여 공명 시스템을 자극하여 초음파 파를 생성 할 수 있습니다.

* 절차 : 일반적으로 가스로 채워진 공진 캐비티는 전자기 발진기에 의해 여기됩니다. 공동의 공진 주파수는 초음파 파의 주파수를 결정합니다.

* 장점 : 고주파 및 전력 출력.

* 단점 : 공진 캐비티의 정확한 튜닝, 복잡한 설정이 필요합니다.

4. 레이저 초음파 :

* 원리 : 펄스 레이저 빔은 재료 표면에서 국소 난방 및 팽창을 생성하여 일시적 응력 파를 생성 할 수 있습니다.

* 절차 : 레이저 조명의 짧은 맥박은 재료에 중점을 둡니다. 빠른 가열은 국소 확장을 유발하여 초음파로 전파됩니다.

* 장점 : 비접촉식, 고도로 집중되고 통제 된 흥분.

* 단점 : 특수 레이저 장비, 제한된 전력 출력이 필요합니다.

5. 초음파 처리 :

* 원리 : 초음파 파를 직접 생산하지는 않지만 초음파는 다양한 응용에 초음파 에너지를 사용하는 일반적인 기술입니다.

* 절차 : 고주파 음파가 생성되고 액체 매체를 통해 전달됩니다. 강렬한 음향 에너지는 에너지를 무너 뜨리고 방출하는 캐비테이션 거품을 만들어 물리적, 화학적 변화를 유발합니다.

* 장점 : 화학, 생물학 및 재료 과학을 포함한 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.

* 단점 : 응용 프로그램에 따라 파괴적 일 수 있습니다.

방법 선택은 원하는 주파수 범위, 전력 출력, 응용 프로그램 및 사용 가능한 리소스에 따라 다릅니다.

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