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超聲波能破壞什麼物質

發布時間:2024-01-20 17:59:08

㈠ 超聲波和次聲波危害和作用

超聲波: 超聲治療學是超聲醫學的重要組成部分。超聲治療時將超聲波能量作用於人體病變部位,以達到治療疾患和促進機體康復的目的。 在全球,超聲波廣泛運用於診斷學、治療學、工程學、生物學等領域。賽福瑞家用超聲治療機屬於超聲波治療學的運用范疇。 (一)工程學方面的應用:水下定位與通訊、地下資源勘查等 (二)生物學方面的應用:剪切大分子、生物工程及處理種子等 (三)診斷學方面的應用:A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等 (四)治療學方面的應用:理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等 次聲波對人體能夠造成危害,引起頭痛、嘔吐、呼吸困難等症狀. 次聲波具有較大的破壞性。強烈的次聲波通過固體媒質的傳播,會直接破壞建築物,使其損壞或坍塌。 由於次聲的頻率很低,所以大氣對次聲波的吸收系數很小,因而其穿透力極強,可傳播至極遠處而能量衰減 很小。10Hz以下的次聲波可以傳播至數千千米的距離。1983年夏,位於印度尼西亞蘇門答臘島和爪哇島之間的喀拉喀托火山爆發,火山爆發時產生的強次聲波繞地球轉了3圈,歷時108小時後才慢慢消逝。全世界的微氣壓計都記錄到了它的振動餘波。1986年1月29日,美國太空梭"挑戰者"號升空爆炸,爆炸產生的次聲波歷時12小時53分鍾,其爆炸威力之強,連遠在1萬多千米處的我國北京香山中科院聲學研究所監測站的監測儀都"聽"到了。通常的隔音吸音方法對次聲波的特強穿透力作用極微,7000 Hz的聲波用一張紙即可隔擋,而7Hz的次聲波用一堵厚牆也擋不住,次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土。

㈡ 聲波殺死生物原理

超聲波是物質介質中的一種彈性機械波,它是一種波動形式,因此它可以用於探測人體的生理及病理信息,既診斷超聲。同時,它又是一種能量形式,當達到一定劑量的超聲在生物體內傳播時,通過它們之間的相互作用.超聲波是物質介質中的一種彈性機械波,它是一種波動形式,因此它可以用於探測人體的生理及病理信息,既診斷超聲。同時,它又是一種能量形式,當達到一定劑量的超聲在生物體內傳播時,通過它們之間的相互作用,能引起生物體的功能和結構發生變化,即超聲生物效應。超聲對細胞的作用主要有熱效應,空化效應和機械效應。熱效應是當超聲在介質中傳播時,摩擦力阻礙了由超聲引起的分子震動,使部分能量轉化為局部高熱(42-43℃),因為正常組織的臨界致死溫度為45.7℃,而腫瘤組織比正常組織敏感性高,故在此溫度下腫瘤細胞的代謝發生障礙,DNA、RNA、蛋白質合成受到影響,從而殺傷癌細胞而正常組織不受影響。空化效應是在超聲照射下,生物體內形成空泡,隨著空泡震動和其猛烈的聚爆而產生出機械剪切壓力和動盪,使腫瘤出血、組織瓦解以致壞死。另外,空化泡破裂時產生瞬時高溫(約5000℃)、高壓(可達500×104Pa),可使水蒸氣熱解離產生.OH自由基和.H原子,由.OH自由基和.H原子引起的氧化還原反應可導致多聚物降解、酶失活、脂質過氧化和細胞殺傷。機械效應是超聲的原發效應,超聲波在傳播過程中介質質點交替地壓縮與伸張構成了壓力變化,引起細胞結構損傷。殺傷作用的強弱與超聲的頻率和強度密切相關。
超聲波細胞破碎儀的原理並不是太神秘、太復雜。簡單說就是將電能通過換能器轉換為聲能,這種能量通過液體介質(如水)而變成一個個密集的小氣泡,這些小氣泡迅速炸裂,產生的象小炸彈一樣的能量,從而起到破碎細胞等物質的作用(俗稱「空化效應」)。
超聲波細胞粉碎機是利用一種超聲波在液體中產生空化效應的多功能、多用途的儀器;它能用於各種動植物細胞、病毒細胞、細菌及組織的破碎,也可用於各類無機物質的破碎重組,同時可用來乳化、分離、勻化、提取、消泡清洗及加速化學反應等。超聲波細胞粉碎機有廣泛的用途,如:
1、超聲波提取生物納米(超聲波化學合成法)
超聲波化學反應中,起關鍵作用的是聲波的空化效應,在超聲波的輻照過程中,在液體里將發生空化氣泡的形成,長大和崩滅,當空化氣泡崩滅時產生一個覆蓋著的強壓力脈沖,產生許多獨特的性質,例如產生高達5000K的高溫,大於200Mpa的壓力,這就是超聲波化學合成的能量來源,利用這些能量能在一些特殊粉末表面合成出納米粒子。
2、超聲波制葯
(1)注射用醫葯物質的分散——將磷脂類與膽固醇混合用適當方法與葯物混合在水溶液中,經超聲分散,可以得到更小粒子供靜脈注射。
(2)草葯提取——利用超聲分散破壞植物組織,加速溶劑穿透組織作用,提高中草葯有效成分提取率。如金雞納樹皮中全部生物鹼用一般方法侵出需5小時以上,採用超聲分散只要半小時即可完成。
(3)制備混懸劑——在超聲空化和強烈攪拌下,將一種固體葯物分散在含有表面活性劑的水溶液中,可以形成1um左右口服或靜脈注射混懸劑。例「靜注喜樹鹼混懸劑」「肝臟造影劑」、「硫酸鋇混懸劑」。
(4) 制備疫苗——將細胞或病菌藉助於超聲分散將其殺死以後,再用適當方法製成疫苗。
3、超聲波對化妝品的分散
為了更進一步提取葯物精華和粒子微細化,並節約生產成本,達到分散、乳化效果,使化妝品更深入滲透到肌膚里層,讓肌膚很好的吸收,發揮葯物的效力和作用,採用超聲波乳化可達到非常理想的效果。採用超聲分散,則不需要使用乳化劑,就能使蠟及石蠟乳化、化妝水等油的微粒子分散。石臘在水中分散的粒子直徑可達1um以下。
4、超聲波對酒的醇化—催陳技術
一瓶美酒以它的酒味醇厚,綿軟柔和、芳香濃郁為人青睞,人們常用陳年老酒來形容酒的珍貴,一瓶上世紀的陳酒,標價幾萬元,其價格的含義在於時間的存放上。酒的主要控制因素是化學變化即酸的形成,並進一步酯化,酯參與乙醇和水的締合。剛出廠的酒含有戍醇,有辛辣味,這種氣味要經過很長時間才能化解,這個緩慢變化稱酒的醇化。用功率1.6KW,頻率17.5-22KHZ的超聲波處理5-10min,可使酒的老熟時間縮短1/3到1/2。
因此超聲波細胞粉碎機可以並且已經被廣泛用於生物化學、微生物學葯理學、物理學、動物學、農學、醫學、制葯等領域的教學、科研、生產。

㈢ 超聲波清洗具有破壞性嗎會損壞物體嗎

超聲波在液體中傳播,使液體與清洗槽在超聲波頻率下一起振動,液體與清洗槽振動時有自己固有頻率,這種振動頻率是聲波頻率,所以人們就聽到嗡嗡聲。隨著清洗行業的不斷發展,越來越多的行業和企業運用到了超聲波清洗機。隨著超聲波清洗機的廣泛使用,大家可能會有這樣一個疑問,超聲波清洗機會損壞清洗物嗎?

首先,我們先了解什麼是超聲波清洗機?超聲波清洗機的工作原理是由超聲波發生器發出的高頻振盪信號,然後通過換能器轉換成高頻機械振盪而傳播到介質,超聲 波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而發生數以萬計的微小氣泡,存在於液體中的微小氣泡在聲場的作用下振動,當聲壓達到一定值時,氣泡迅速增長, 然後突然閉合,氣泡閉合時發生沖擊波,其周圍發生上千個大氣壓力,數網路的高溫,利用閉合時的爆炸沖擊波破壞不溶性污物而使它分散於清洗液中,當團體粒子 被油污裹著而粘附在清洗件表面時,油被乳化,固體粒子即脫離,從而達到清洗件表面凈化的目的由於超聲波固有的穿透力,所以可以清洗各種外表復雜,形狀特異 的物件,對小孔和縫隙都有很好的清洗效果,清洗時沒有死角,對不吸音或吸音系數小的物體清洗效果最佳。

超聲波的空化作用:穿透固體物質而使整個液體介質振動並產生空化氣泡,從內部破壞細菌結構,因此這種清洗方式不存在清洗不到的死角,而且業內證明超聲波清 洗的潔凈度高,消毒殺菌不留死角,殺菌過程不會產生化學污染。清洗過程屬於物理清洗,所以通常不會對清洗物照成任何損壞。因為超聲波有破壞細胞壁的功能, 使用超聲波清洗機清洗的蔬菜水果會達到去除農葯殘留和殺菌的功能,但是不建議使用超聲波清洗機清洗一些表皮比較脆弱的物品。

因此,超聲波清洗機是沒有損害的。超聲波清洗是基於空化作用,即在清洗液中無數氣泡快速形成並迅速內爆。由此產生的沖擊將浸沒在清洗液中的工件內外表面的 污物剝落下來。隨著超聲頻率的提高,氣泡數量增加而爆破沖擊力減弱,因此,高頻超聲特別適用於小顆粒污垢的清洗而不破環其工件表面。

㈣ 超聲破碎的原理及方法

超聲波細胞破碎儀就是將電能通過換能器轉換為聲能,這種能量通過液體介質而變成一個個密集的小氣泡,這些小氣泡迅速炸裂,產生的象小炸彈一樣的能量,從而起到破碎細胞等物質的作用。
超聲波細胞破碎儀具有破碎組織、細菌、病毒、孢子及其它細胞結構,勻質、乳化、混合、脫氣、崩解和分散、浸出和提取,加速反應等功能,故廣泛應用於生物、醫學、化學、制葯、食品、化妝品、環保等實驗室研究及企業生產。
超聲破碎,是用頻率大於1.6千周1} (}fiICG/Sy #7聲波破壞液體培養基中的微生物的方法。
定義
超聲波是由聲波發生器產生的。超聲破碎在微生物酶學研究中,可用於破碎細胞。用廣泛頻率的聲波測試了抗橄生物的活性,一般說來,頻率越高,活性越大,但似乎不存在一個最適的殺微生物頻率。超聲破碎對革蘭氏陰性菌的作用一般大於革蘭氏陽性菌,而汗菌比球菌更敏感,抱子的抗性則比營養細胞大得多。處理病毒得到}1}果是不規律的,病毒粒子的形態可能影響處理效果(超聲破碎一般並不認為是可靠的滅菌方法)。超聲處理的致死效應似乎是由千,(1y空腔形成(cavitation),即在液體的一定時刻,聲波傳播稀琉區域中形成微小的、短暫的氣泡或蒸汽泡。據悉,在空腔的形成和瓦解期間,微環境中發生巨大而突然的壓力變化,使空腔內的或鄰近空腔的細胞破裂(由於聲能的吸收而恆定地產生的熱效應與空腔效應不同)。(Z)在空腔形成期間,在通氣培養中過氧化氫和(或》單線態氧的形成。

㈤ 超聲波與次聲波的作用與危害

超聲波

超聲波一般由具有磁致伸縮或壓電效應的晶體的振動產生。它的顯著特點是頻率高,波長短,衍射不嚴重,因而具有良好的定向傳播特性,而且易於聚焦。也由於其頻率高,故而超聲波的聲強通常比一般聲波大得多。用聚焦的方法,可以獲得聲強高達109W/m2的超聲波。超聲波在液體、固體中傳播時,衰減很小。在不透明的固體中,能穿透幾十米的厚度。超聲波的這些特性,在技術上得到廣泛的應用。

作用

利用超聲波的定向發射性質,可以探測水中物體,如探測魚群、潛艇等,也可用來測量海深。由於海水的導電性良好,電磁波在海水中傳播時,吸收非常嚴重,因而電磁雷達無法使用。利用聲波雷達——聲納,可以探測出潛艇的方位和距離,因為超聲波碰到雜質或介質分界面時有顯著的反射,所以可以用來探測工件內部的缺陷。超聲探傷的優點是不傷損工件,可以探測大型工件,如用於探測萬噸水壓機的主軸和橫梁等。此外,在醫學上可用探測人體內部的病變,如「B超」儀就是利用超聲波來顯示人體內部結構的圖像。

目前超聲探傷正向著顯像方向發展,如用聲電管把聲信號變換成電信號,再用顯像管顯示出目的物的像來。隨著激光全息技術的發展,聲全息也日益發展起來。把聲全息記錄的信息再用光顯示出來,可直接看到被測物體的圖像。聲全息在地質,醫學等領域有著重要的意義。

由於超聲波能量大而且集中,所以也可以用來切削、焊接、鑽孔、清洗機件,還可以用來處理種子和促進化學反應等。

超聲波在介質中的傳播特性,如波速,衰減,吸收等與介質的某些特性(如彈性模量、濃度、密度、化學成份、黏度等)或狀態參量(如溫度、壓力、流速等)密切有關,利用這些特性可以間接測量其他有關物理量。這種非聲量的聲測法具有測量精度高,連度快等優點。

由於超聲波的頻率與一般無線電波的頻率相近,因此利用超聲元件代替某些電子元件,可以實現電子元件難於起到的作用。超聲延遲線就是其中一例。因為超聲波在介質中的傳播速度比起電磁波小得多,用超聲波延遲時間就方便得多。

次聲波

次聲是頻率低於可聽聲頻率范圍的聲,它的頻率范圍大致為10-4~20Hz。

作用

由於次聲的頻率很低,所以大氣對次聲波的吸收系數很小,因而其穿透力極強,可傳播至極遠處而能量衰減很小。10Hz以下的次聲波可以傳播至數千千米的距離。1983年夏,位於印度尼西亞蘇門答臘島和爪哇島之間的喀拉喀托火山爆發,火山爆發時產生的強次聲波繞地球轉了3圈,歷時108小時後才慢慢消逝。全世界的微氣壓計都記錄到了它的振動餘波。1986年1月29日,美國太空梭"挑戰者"號升空爆炸,爆炸產生的次聲波歷時12小時53分鍾,其爆炸威力之強,連遠在1萬多千米處的我國北京香山中科院聲學研究所監測站的監測儀都"聽"到了。通常的隔音吸音方法對次聲波的特強穿透力作用極微,7000 Hz的聲波用一張紙即可隔擋,而7Hz的次聲波用一堵厚牆也擋不住,次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土。

危害

次聲波具有較大的破壞性。強烈的次聲波通過固體媒質的傳播,會直接破壞建築物,使其損壞或坍塌。1980年,我國南京某廣場的一座大樓施工時,打樁機產生的強烈振動波,把工地附近一家電影院的牆壁震裂,致使這家電影院不得不被拆掉重建。高空大氣湍流產生的次聲波能折斷萬噸巨輪上的桅桿,能將飛機撕得四分五裂;地震或核爆炸所激發的次聲波能將高大的建築物摧毀;海嘯帶來的次聲波可將岸上的房屋毀壞。

次聲的頻率與人體器官的固有頻率相近(人體各器官的固有頻率為3~17Hz,頭部的固有頻率為8~12Hz,腹部內臟的固有頻率為4~6Hz),當次聲波作用於人體時,人體器官容易發生共振,引起人體功能失調或損壞,血壓升高,全身不適;頭腦的平衡功能亦會遭到破壞,人因此會產生旋轉感、惡心難受。許多住在高層建築上的人在有暴風時會感到頭暈惡心,這就是次聲波作怪的緣故。如果次聲波的功率很強,人體受其影響後,便會嘔吐不止、呼吸困難、肌肉痙攣、神經錯亂、失去知覺,甚至內臟血管破裂而喪命。所謂次聲波武器就是利用這一原理來對人體產生影響和殺傷作用的一類新概念武器。由於人聽不到、看不見、摸不著次聲波,所以又有人把次聲波武器稱之為"無聲殺手"、"啞巴武器"等。

次聲波對人類而言可以說是一個雙刃劍。一方面,人們通過研究自然現象產生的次聲波的特性和產生機制,可以更深入地認識這些現象的特性和規律,例如人們利用測定極光產生次聲波的特性來研究極光活動的規律等。利用接收到的被測聲源所輻射出的次聲波,探測它的位置、大小和其他特性,例如通過接收核爆炸、火箭發射火炮或台風所產生的次聲波去探測這些次聲源的有關參量。許多災害性現象如火山噴發、龍卷風和雷暴等在發生前可能會輻射出次聲波,因此有可能利用這些前兆現象預測災害事件等等。

另一方面,次聲波對人體是有害的,人類必須防止次聲波的污染。讓人頭痛的是,由於次聲波的穿透力極強,幾乎沒有什麼辦法能夠消除它對人體的危害。人們惟一能做的就是在各種次聲波污染物上(交通工具、打樁機等)安上減振器,把它對人體的危害減小到最低程度。

㈥ 超聲波有什麼作用(10個)

它可以作為探測與負載信息的載體或媒介(如B超等用作診斷);
超聲波同時又是一種能量形式,當其強度超過一定值時,它就可以通過與傳播超聲波的媒質的相互作用,去影響,改變以致破壞後者的狀態,性質及結構(用作治療);
工程學方面的應用:水下定位與通訊、地下資源勘查等;
生物學方面的應用:剪切大分子、生物工程及處理種子等;
診斷學方面的應用:A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等;
治療學方面的應用:理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等;

㈦ 超聲波清洗為什麼會破壞金屬表面

超聲波清洗工件特別是(鋁合金材質的工件時),如果清洗工藝或超聲波清洗機參數選擇不好時,也會損壞金屬表面。造成原因是:清洗時間過長;超聲波頻率偏低;超聲波單位功率大;清洗劑不適合等。

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