6.3.1 Основные сведения об ультразвуке, источники ультразвука.

Ультразвук - область акустических колебаний с частотой выше 20 кГц, неслышимых человеческим ухом, и мы, сами того не замечая, встречаемся с ультразвуковыми колебаниями на каждом шагу.

Ультразвуки наряду со слышимыми звуками издают тикающие часы, летящий самолет, телефонный звонок. А вот пример из истории. В одном из древних китайских храмов до настоящего времени хранится таз с ручками, обладающий удивительным свойством. Стоит налить в него воду и слегка потереть ручки, как вода словно вскипает, хотя остается холодной. Чудо это разгадано. При трении ручек возникают невидимые глазом высокочастотные колебания стенок таза. Они - то и вызывают «кипение» налитой в таз воды. Виновником чуда оказался ультразвук.

По своей природе ультразвуковые волны ничем не отличаются от звуковых волн слышимого диапазона. Распространение ультразвука подчиняется основным законам, общим для акустических волн любого диапазона частот.

Вместе с тем, ультразвук, обладая высокими частотами и, следовательно, малыми длинами волн, характеризуется особыми свойствами. Из-за малых длин ультразвуковые волны легче сфокусировать и соответственно получать более узкое и направленное излучение, т.е. сосредотачивать всю энергию ультразвука в нужном направлении и концентрировать ее в небольшом объеме. Кроме того, ультразвуковые волны можно визуально наблюдать оптическими методами.

В настоящее время ультразвук широко применяется в различных отраслях экономики геологии, медицине, металлургии, химической промышленности машиностроении, радиоэлектронике.

Источниками ультразвука являются все виды технологического оборудования, приборы и аппараты промышленного, медицинского и бытового назначения, генерирующие ультразвуковые колебания в диапазоне частот от 18 кГц до 100 МГц и выше, а также оборудование, при эксплуатации которого ультразвуковые колебания возникают как сопутствующий фактор.

Низкочастотные ультразвуковые волны, распространяющиеся контактным или воздушным путем, применяют для активного воздействия на вещества и технологические процессы: очистка, обеззараживание, сварка, механическая и термическая обработка материалов, коагуляция аэрозолей и многие другие

В медицине ультразвук применяется для диагностики заболеваний, микромассажа тканей, ультразвуковой хирургии, стерилизации рук медперсонала и др.

При пропускании ультразвуковых колебаний через исследуемую деталь можно обнаружить в ней дефекты по характерному рассеянию пучка и по появлению ультразвуковой тени. На этом принципе создана целая отрасль науки - ультразвуковая дефектоскопия.

Для неразрушающего контроля и в медицине - для диагностики и лечения различных заболеваний используется высокочастотный ультразвук, распространяющийся исключительно контактным путем.