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초음파

Ultrasound
의학의 적용에 대해서는 의료용 초음파를 참조하십시오.기타 용도는 초음파(동음이의)를 참조하십시오.
초음속과 혼동하지 마세요.
임신 12주차에 본 자궁 내 태아의 초음파 영상(음파사진)(2차원 스캔)
초음파 검사
태아 초음파

초음파는 인간의 청각 상한치보다 높은 주파수를 가진 음파이다.초음파는 인간이 들을 수 없다는 점을 제외하면 물리적 특성에서 "정상" 소리와 다르지 않다.이 제한은 사람에 따라 다르며 건강한 젊은 성인의 경우 약 20킬로헤르츠(20,000헤르츠)입니다.초음파 장치는 20kHz에서 수 기가헤르츠까지의 주파수로 작동합니다.

초음파는 다양한 분야에서 사용된다.초음파 장치는 물체를 감지하고 거리를 측정하는 데 사용됩니다.초음파 영상이나 초음파 검사는 의학에 자주 사용된다.제품 및 구조물의 비파괴 테스트에서 초음파는 눈에 보이지 않는 결함을 발견하기 위해 사용됩니다.산업적으로 초음파는 화학 공정을 세척, 혼합 및 가속하는 데 사용됩니다.박쥐와 돌고래와 같은 동물들은 먹잇감과 [1]장애물을 찾기 위해 초음파를 사용한다.

역사

갈튼 호루라기, 초음파를 만든 최초의 장치 중 하나

음향학, 소리의 과학은 현악기의 수학적 특성에 대해 쓴 기원전 6세기 피타고라스에서 시작된다.박쥐의 반향위치는 1794년 라자로 스팔란자니가 박쥐가 사냥하고 시야가 아닌 들리지 않는 소리로 항해한다는 것을 증명했을 때 발견되었다.프란시스 갈튼은 1893년 많은 동물들이 인간의 청각 범위 이상의 소리를 들을 수 있다는 것을 보여주면서 초음파를 생성하는 조절 가능한 휘파람인 갈튼 호루라기를 발명했다.초음파의 첫 번째 기술적 응용은 1917년 폴 랭거빈에 의한 잠수함 탐지 시도였다.1880년 자크와 피에르 퀴리에 의해 발견된 압전 효과는 공기와 [2]물에서 초음파를 생성하고 감지하는 변환기에 유용했다.

정의.

일부 애플리케이션의 대략적인 가이드와 함께 초음파에 해당하는 대략적인 주파수 범위

초음파는 미국 국립 표준 협회에 의해 "20kHz 이상의 주파수에서 소리"로 정의된다.대기압에서 초음파는 1.9cm 이하의 파장을 갖는다.

인식

종이 한 장에 의료용 초음파 검사 결과

인간

인간의 주파수 상한(약 20kHz)은 중이 한계로 인해 발생합니다.고강도 초음파가 사람의 두개골에 직접 공급돼 중이를 [3]통과하지 않고 골전도를 통해 달팽이관에 도달하면 청각이 발생할 수 있다.

아이들은 나이든 어른들이 들을 수 없는 고음의 소리를 들을 수 있다. 왜냐하면 인간의 경우 청력의 상한 피치가 나이가 [4]들수록 낮아지는 경향이 있기 때문이다.미국의 한 휴대폰 회사는 젊은 [5]사람만이 들을 수 있는 신호음을 만들기 위해 이것을 사용했지만, 많은 노인들이 신호를 들을 수 있는데, 이는 청력 상층부의 노화 관련 열화가 상당히 다양하기 때문일 수 있다.모기는 젊은 사람들이 어슬렁거리는 것을 막기 위해 높은 음조의 주파수를 사용하는 전자 기기이다.

동물

박쥐는 초음파를 이용해 어둠 속을 항해한다.
개 등의 동물을 훈련시키는 데 사용되는 초음파 범위에서의 소리를 내는 호루라기

박쥐는 먹이를 탐지하기 위해 다양한 초음파 탐지 기술을 사용합니다.100kHz, 최대 200kHz [6]이상의 주파수를 감지할 수 있습니다.

많은 곤충들이 좋은 초음파 청력을 가지고 있고, 이 곤충들 중 대부분은 반향성 박쥐를 듣는 야행성 곤충들이다.이것들은 많은 나방, 딱정벌레, 사마귀 그리고 레이스윙을 포함한다.박쥐 소리를 듣자마자,[7] 몇몇 곤충들은 잡히지 않기 위해 회피 묘수를 부릴 것이다.초음파는 야행성 나방의 반사작용을 유발해 [8]비행 중 공격을 피한다.호랑나방은 박쥐의 반향 [9][10]위치를 방해할 수 있는 딸깍 소리를 내기도 하고,[11][12] 다른 경우에는 소리를 내면서 독성이 있다는 사실을 홍보하기도 한다.

개와 고양이의 청력 범위는 초음파까지 확장된다; 개의 청력 범위의 상단 끝은 약 45kHz인 반면 고양이의 청력 범위는 64kHz이다.[13][14]고양이와 개의 야생 조상은 그들이 선호하는 먹이인 작은 [13]설치류들이 내는 높은 주파수 소리를 듣기 위해 이 높은 청력 범위를 진화시켰다.개 호루라기는 초음파를 내는 호루라기로 개를 훈련시키고 부를 때 사용된다.대부분의 개 휘파람의 주파수는 23kHz에서 54kHz [15]사이입니다.

돌고래를 포함한 이빨고래는 초음파를 들을 수 있고 방향을 잡고 [16]먹이를 포획하기 위해 항법 시스템에서 그러한 소리를 사용합니다.돌고래의 청각 상한선은 약 160kHz로 [17]가장 높은 것으로 알려져 있다.여러 종류의 물고기가 초음파를 탐지할 수 있다.Clupeiformes 순서로, Alosinae(그림자) 아군의 구성원은 최대 180 kHz의 소리를 감지할 수 있는 반면, 다른 아군(예: 청어)은 최대 4 [18]kHz까지만 들을 수 있는 것으로 나타났다.

초음파 발생기/스피커 시스템은 설치류 및 곤충을 쫓는 전자 해충 방제 장치로 판매되지만,[19][20][21] 이 장치가 작동한다는 과학적 증거는 없습니다.

검출 및 범위 설정

비접촉 센서

초음파 레벨 또는 감지 시스템은 대상과 접촉할 필요가 없습니다.의료, 제약, 군사 및 일반 산업의 많은 공정에서 이는 용기 또는 튜브 내부의 액체를 오염시키거나 제품에 의해 막힐 수 있는 인라인 센서보다 더 나은 이점입니다.

연속파 및 펄스 시스템이 모두 사용됩니다.펄스 초음파 기술의 이면에 있는 원리는 송신 신호가 짧은 초음파 에너지 버스트로 구성되어 있다는 것입니다.각 버스트 후, 전자장치는 에너지가 용기를 통과하는 데 걸리는 시간에 대응하는 작은 시간 범위 내의 리턴 신호를 찾습니다.이 창 동안 수신된 신호만 추가 신호 처리의 대상이 됩니다.

초음파 범위 측정의 일반적인 소비자 애플리케이션은 Polaroid SX-70 카메라로, 카메라의 초점을 자동으로 맞추는 경량 변환기 시스템이 포함되어 있습니다.폴라로이드는 나중에 이 초음파 기술을 허가했고 다양한 초음파 제품의 기반이 되었다.

동작 센서 및 유량 측정

일반적인 초음파 애플리케이션은 자동 도어 오프너로, 초음파 센서가 사람의 접근을 감지하여 문을 엽니다.초음파 센서는 침입자를 감지하는 데도 사용됩니다. 초음파는 한 지점에서 광범위한 영역을 커버할 수 있습니다.파이프나 열린 채널의 흐름은 흐르는 액체의 평균 속도를 측정하는 초음파 유량계로 측정할 수 있습니다.레올로지에서는 음향 레오미터는 초음파의 원리에 의존한다.유체역학에서는 초음파 유량계를 사용하여 유체 유량을 측정할 수 있습니다.

비파괴 시험

다음 항목도 참조하십시오.매크로소닉 및 초음파 테스트
초음파에 의한 결함 검출의 원리.고체 재료의 보이드는 일부 에너지를 변환기로 반사시켜 검출하고 표시합니다.

초음파 검사는 재료의 결함을 찾아내고 물체의 두께를 측정하는 데 일반적으로 사용되는 비파괴 검사입니다.2~10MHz의 주파수가 일반적이지만 특별한 목적을 위해 다른 주파수가 사용됩니다.검사는 수동 또는 자동화할 수 있으며, 현대 제조 공정에서 필수적인 부분입니다.플라스틱과 항공우주 복합 재료뿐만 아니라 대부분의 금속도 검사가 가능합니다.또한 저주파 초음파(50–500 kHz)를 사용하여 목재, 콘크리트 및 시멘트 등 밀도가 낮은 물질을 검사할 수 있습니다.

용접 접합부의 초음파 검사는 1960년대부터 비파괴 검사를 위한 방사선 촬영의 대안으로 사용되어 왔다.초음파 검사는 이온화 방사선의 사용을 없애고 안전성과 비용 면에서 이점을 제공합니다.초음파는 용접 접합부의 결함 깊이와 같은 추가 정보를 제공할 수도 있습니다.초음파 검사는 수동 방식에서 공정의 대부분을 자동화하는 전산 시스템으로 발전했습니다.접합부의 초음파 검사를 통해 결함 유무, 크기 측정 및 위치 파악이 가능합니다.모든 용접 재료가 초음파 검사를 동일하게 수용할 수 있는 것은 아닙니다. 일부 재료는 측정 [22]시 높은 수준의 백그라운드 노이즈를 발생시키는 큰 입자 크기를 가지고 있습니다.

스플라인 균열을 나타내는 스윙 샤프트의 비파괴 시험

초음파 두께 측정은 용접의 품질을 모니터링하는 데 사용되는 기술 중 하나입니다.

초음파 측거

능동 음파탐지기의 원리
주요 기사:소나

초음파의 일반적인 용도는 수중 범위 발견에 있다; 이 용도는 소나라고도 불린다.초음파 펄스는 특정 방향으로 발생한다.이 펄스의 경로에 물체가 있는 경우 펄스의 일부 또는 전부가 에코로 송신기에 반사되어 수신 경로를 통해 검출될 수 있습니다.송신되는 펄스와 수신되는 에코의 시간차를 측정함으로써 거리를 결정할 수 있다.

수중 음파탐지 펄스의 측정된 이동 시간은 물의 온도와 염도에 따라 크게 달라진다.초음파 측거법은 공기 중 및 단거리 측정에도 적용됩니다.예를 들어, 휴대용 초음파 측정 도구는 방의 배치를 빠르게 측정할 수 있습니다.

수중에서 거리(1~수km)가 큰 거리에서는 아청 주파수와 가청 주파수 모두에서 거리 탐지를 실시하지만 거리가 짧고 거리 측정의 정확도가 더 미세하게 요구되는 경우에는 초음파 거리 탐지를 사용한다.초음파 측정은 염도, 온도 또는 와류 차이가 큰 장벽층을 통해 제한될 수 있다.물속 범위는 약 수백 미터에서 수천 미터까지 다양하지만 센티미터에서 미터까지 정확하게 수행할 수 있습니다.

초음파 식별(USID)

Ultra Sound Identification(USID; 초음파 식별)은 실시간 위치 확인 시스템(RTLS) 또는 실내 위치 확인 시스템(IPS) 테크놀로지입니다.물체 및 장치에 부착되거나 내장된 단순하고 저렴한 노드(배지/태그)를 사용하여 실시간으로 물체의 위치를 추적 및 식별하기 위해 사용됩니다.이러한 기술은 초음파 신호를 전송하여 물체를 전달합니다.마이크 센서 위치.

이미징

주요 기사:의료용 초음파
14주 태아의 초음파 검사(프로파일)
29주 된 태아의 머리, '3D 초음파' 촬영

소콜로프는 1939년 3GHz 음파를 이용해 광학영상에 버금가는 해상도를 가진 물체의 초음파 촬영 가능성을 인정했지만 당시 기술은 감도가 [23]낮은 비교적 저대조 영상을 만들어냈다.초음파 영상은 2메가헤르츠 이상의 주파수를 사용하며, 파장이 짧을수록 구조 및 조직의 작은 내부 디테일을 분해할 수 있습니다.전력 밀도는 일반적으로 검사 [24]대상 물체의 가열 및 캐비테이션 효과를 방지하기 위해 평방 센티미터당 1와트 미만입니다.음향 현미경 검사에는 고초음파와 초고초음파가 사용되며 주파수는 최대 4기가헤르츠입니다.초음파 이미징 애플리케이션에는 산업용 비파괴 검사, 품질 관리 [23]및 의료 용도가 포함됩니다.

음향 현미경 검사

음향 현미경은 음파를 이용하여 인간의 눈으로 해결하기에는 너무 작은 구조물을 시각화하는 기술이다.수 기가헤르츠까지의 주파수는 음향 현미경에서 사용된다.현미경 구조에서 음파의 반사와 회절은 빛으로는 얻을 수 없는 정보를 산출할 수 있다.

인체의학

다음 항목도 참조하십시오.의료용 초음파

의료용 초음파는 근육, 힘줄 및 많은 내부 장기를 시각화하여 크기, 구조 및 병리학적 병변을 실시간 단층 촬영 이미지로 포착하는 데 사용되는 초음파 기반 진단 의료 영상 기술입니다.초음파는 방사선 전문의와 초음파 검사자에 의해 최소 50년 동안 인체의 영상을 촬영하기 위해 사용되어 왔으며 널리 사용되는 진단 도구가 되었다.이 기술은 특히 자기공명영상(MRI) 및 컴퓨터단층촬영(CT)과 같은 다른 기술에 비해 상대적으로 저렴하고 휴대성이 뛰어납니다.초음파 또한 일상적인 산전 치료와 응급 시 태아를 시각화하기 위해 사용된다.임신 중에 사용되는 이러한 진단 애플리케이션을 산부인과 초음파 검사라고 합니다.현재 의료 분야에서 적용되고 있는 바와 같이, 적절하게 수행되는 초음파는 [25]환자에게 알려진 위험을 주지 않습니다.초음파 검사는 이온화 방사선을 사용하지 않으며, 이미징에 사용되는 전력 수준이 너무 낮아서 조직에 [26][27]가열 또는 압력에 악영향을 미칩니다.진단 강도에서의 초음파 노출로 인한 장기적인 영향은 아직 [28]알려지지 않았지만, 현재 대부분의 의사들은 환자에 대한 이점이 [29]위험보다 크다고 느끼고 있다.ALARA(As Low As Reasonally Achievable) 원칙은 초음파 검사를 위해 주장되어 왔다. 즉, 스캔 시간과 전력 설정을 가능한 낮게 유지하되 영상 진단과 일관되게 유지하며, 정의상 필요하지 않은 비의료적 사용은 적극적으로 [30]권장되지 않는다.

초음파는 또한 외상 및 응급처치 사례에서 점점 더 많이 사용되고 있으며, 응급 초음파는 대부분의 EMT 대응 팀의 주요 품목이 되고 있다.또한 초음파는 우주에서의 과학 실험이나 모바일 스포츠 팀 [31]진단 등 원격 상담이 필요한 경우에 사용합니다.

방사선과에 따르면참고로,[32] 초음파는 골반 이상 검출에 유용하며 여성의 경우 복부 초음파, 질 초음파, 남성의 경우 직장 초음파 등으로 알려진 기술을 포함할 수 있습니다.

수의학

다음 항목도 참조하십시오.임상 전 이미징

진단 초음파는 말에서 연조직과 힘줄 손상의 평가를 위해 외부에서 사용되며, 특히 암말의 생식관 평가와 임신 [33]탐지를 위해 내부적으로 사용된다.고환 상태 및 직경의 평가를 위한 종마뿐만 아니라 생식 평가(탈관 등)[34]에도 외부 방식으로 사용될 수 있다.

2005년까지, 초음파 기술은 육우 산업에 의해 동물의 건강과 소의 [35]생산량을 향상시키기 위해 사용되기 시작했다.초음파는 살아있는 [36]동물의 지방 두께, 늑골 눈 부위, 근육 내 지방을 평가하기 위해 사용된다.그것은 또한 태어나지 않은 송아지의 건강과 특성을 평가하는 데에도 사용된다.

초음파 기술은 소의 사육과 사육을 개선하는 데 사용할 수 있는 정보를 소 생산자들에게 제공하는 수단을 제공한다.이 기술은 비용이 많이 들 수 있으며 지속적인 데이터 수집과 운영자 [36]교육을 위해 상당한 시간을 소비해야 합니다.그럼에도 불구하고, 이 기술은 가축 [35]사육을 관리하고 운영하는 데 유용한 것으로 입증되었습니다.

처리 능력과 처리 능력

초음파의 고출력 애플리케이션은 종종 20kHz와 수백kHz 사이의 주파수를 사용합니다.강도는 매우 높을 수 있습니다.평방센티미터당 10와트 이상에서는 캐비테이션이 액상 미디어로 유입될 수 있으며, 일부 애플리케이션은 평방센티미터당 최대 1000와트를 사용합니다.이러한 고농도는 직접적인 기계적 작용에 의해 화학적 변화를 유발하거나 상당한 효과를 발생시킬 수 있으며 유해 미생물을 [24]불활성화시킬 수 있다.

물리치료

주요 기사: 치료용 초음파

초음파는 1940년대부터 결합 조직인 인대, 힘줄, 근막(그리고 흉터 [37]조직도 포함)을 치료하기 위해 물리 및 작업 치료사들에 의해 사용되어 왔다.초음파가 치료에 사용될 수 있는 조건에는 인대 염좌, 근육 긴장, 힘줄염, 관절염, 족저근막염, 중족통, 안면 자극, 임핀지먼트 증후군, 트림염, 류마티스 관절염, 골관절염, 반흔 조직 접착 등이 포함된다.

생물의학 응용 프로그램

초음파는 진단 및 치료 응용 프로그램이 있으며, 용량 [38]주의사항과 함께 사용하면 매우 유익할 수 있습니다.비교적 고출력 초음파는 돌 퇴적물이나 조직을 파괴하고, 표적 영역에서 약물의 효과를 가속화하며, 조직의 탄성 특성을 측정하는데 도움을 주며, 연구를 위해 세포나 작은 입자를 선별하는 데 사용될 수 있다.

초음파 충격 처리

초음파 충격 처리(UIT)는 초음파를 사용하여 [39]금속의 기계적 및 물리적 특성을 강화합니다.금속 물체에 초음파 에너지를 가하는 야금 가공 기술입니다.초음파 처리는 잔류 압축 응력, 입자 미세화 및 입자 크기 감소를 제어할 수 있습니다.저주기 및 고주기 피로가 강화되어 비 UIT 검체보다 최대 10배 증가한다는 것이 입증되었습니다.또한 UIT는 응력 부식 균열, 부식 피로 및 관련 문제를 해결하는 데 효과적인 것으로 입증되었습니다.

초음파 변환기, 핀 및 기타 컴포넌트로 구성된 UIT 툴이 워크피스와 접촉하면 워크피스와 음향적으로 결합되어 고조파 [40]공명이 발생합니다.이 고조파 공명은 신중하게 보정된 주파수로 수행되며, 금속은 이에 매우 호의적으로 반응합니다.

원하는 치료 효과에 따라 다른 주파수와 변위 진폭의 조합이 적용됩니다.이 주파수 범위는 25kHz [41]~55kHz이며 공진체의 변위 진폭은 22~50µm(0.00087~0.0020인치)입니다.

UIT 소자는 자기저항 변환기에 의존합니다.

처리.

주요 기사:초음파

초음파는 다양한 응용 분야와 산업에서 혼합 및 화학 반응을 개선함으로써 액체 및 슬러리의 가공에 큰 잠재력을 제공합니다.초음파는 액체에서 저압파와 고압파를 번갈아 발생시켜 작은 진공 기포가 형성되고 격렬한 붕괴를 일으킨다.이 현상을 캐비테이션이라고 하며 고속 충돌 액체 분출과 강한 유체 역학적 전단력을 일으킨다.이러한 효과는 마이크로미터 및 나노미터 크기의 물질의 탈응집 및 밀링, 셀의 분해 또는 반응물의 혼합에 사용됩니다.이 경우 초음파는 고속 믹서 및 교반 비드 밀의 대안입니다.초지기에서 움직이는 와이어 아래의 초음파 박은 붕괴 기포로부터의 충격파를 이용하여 셀룰로오스 섬유를 종이 웹에 균일하게 분포시켜 표면이 더 고르게 된 더 튼튼한 종이를 만듭니다.또한 화학반응은 캐비테이션에 의해 생성된 유리기와 더불어 에너지 입력 및 경계층을 통한 물질 이동으로부터도 이익을 얻는다.많은 프로세스에서 이 음향화학(소음화학 참조) 효과는 오일이 바이오디젤로 [citation needed]변환되는 경우와 같이 반응 시간을 크게 단축시킵니다.

벤치 및 산업용 초음파 액정 처리기 개요

나노 결정화, 나노 유화,[42] 탈응집, 추출, 셀 교란 등 많은 처리 분야에서 상당한 초음파 강도와 높은 초음파 진동 진폭이 필요합니다.일반적으로 공정은 실현 가능성을 입증하고 필요한 초음파 노출 매개변수의 일부를 확립하기 위해 먼저 실험실 규모로 테스트됩니다.이 단계가 완료되면 프로세스는 플로우 스루 프리 프로덕션 최적화를 위한 파일럿(벤치) 스케일로 이행되고 연속적인 생산을 위한 산업 스케일로 이행됩니다.이러한 스케일업 단계 동안 모든 국소 노출 조건(초음파 진폭, 캐비테이션 강도, 활성 캐비테이션 영역에서의 시간 등)을 동일하게 유지하는 것이 중요합니다.이 조건이 충족되면 최종 제품의 품질은 최적화된 수준으로 유지되고 생산성은 예측 가능한 "스케일업 계수"만큼 향상됩니다.생산성 향상은 실험실, 벤치 및 산업용 초음파 프로세서 시스템이 점진적으로 더 큰 초음파 혼을 통합하고, 점진적으로 더 큰 고강도 캐비테이션 구역을 생성할 수 있기 때문에 시간 단위당 더 많은 재료를 처리할 수 있기 때문입니다.이것을 「직접 scalability」라고 부릅니다.초음파 프로세서의 출력만 증가해도 초음파 진폭과 캐비테이션 강도의 감소가 수반될 수 있기 때문에 직접 확장성이 나타나지 않는다는 점을 지적하는 것이 중요합니다.직접 스케일업 중에는 모든 가공 조건을 유지하면서 기기의 전력 정격을 높여 더 큰 초음파 [43][44][45]경음기를 작동시켜야 합니다.

초음파 조작 및 입자 특성 분석

산업재료연구소의 알레산드로 말루타 연구원은 물에 희석된 목재 펄프 섬유에 초음파가 고정되는 작용과 그 평행한 방향을 등거리 압력 평면에 [46]포착하는 실험을 고안했다.광섬유를 등거리 평면으로 향하게 하는 시간은 레이저와 전기광학 센서를 사용하여 측정됩니다.이를 통해 제지업계에 신속한 온라인 섬유 크기 측정 시스템을 제공할 수 있습니다.펜실베니아 주립대학에서는 입자가 서로 등거리에 위치할 수 있는 수직 입면 음향파를 생성하는 마이크로칩을 사용하여 다소 다른 구현을 시연했습니다.음향 핀셋이라고 불리는 이 실험은 재료 과학, 생물학, 물리학, 화학 그리고 나노 기술의 응용 분야에 사용될 수 있다.

초음파 세척

주요 기사:초음파 세척

초음파 클리너로 잘못 불리기도 하는 초음파 클리너는 보석, 렌즈 및 기타 광학 부품, 시계, 치과 기구, 수술 기구, 다이빙 조절 장치 및 산업 부품에 20~40kHz의 주파수로 사용됩니다.초음파 클리너는 주로 더러운 표면 근처의 수백만 개의 미세한 캐비테이션 붕괴로 인해 방출되는 에너지로 작동합니다.캐비테이션 붕괴에 의해 만들어진 기포는 작은 충격파를 형성하여 물체 표면에 있는 오염 물질을 분해하고 분산시킵니다.

초음파 붕괴

초음파 세척과 마찬가지로 세균을 포함한 생체세포를 분해할 수 있다.고출력 초음파는 입자 분해 또는 반응을 촉진하는 캐비테이션을 생성합니다.이는 분석 또는 화학적 목적(소음 및 음파탐지) 및 하수 내 세균을 죽이는 데 생물학적으로 사용된다.고출력 초음파는 옥수수 슬러리를 분해하고 건조 옥수수 제분 [47][48]공장에서 높은 에탄올 수율을 위해 액화 및 당화를 강화할 수 있습니다.

초음파 가습기

분무기의 한 종류인 초음파 가습기는 인기 있는 종류의 가습기입니다.금속판을 초음파 주파수로 진동시켜 물을 분무(때로는 "원자화"라고 잘못 부르기도 함)하는 방식으로 작동합니다.물은 증발하기 위해 가열되지 않기 때문에 시원한 안개를 생성한다.초음파 압력파는 물뿐만 아니라 칼슘, 다른 미네랄, 바이러스, 곰팡이, 박테리아,[49] 그리고 다른 불순물들을 포함한 물 속의 물질들을 분무시킨다.가습기 저수지에 존재하는 불순물로 인한 질병은 '가습기 열풍'에 해당한다.

초음파 가습기는 일반적으로 포거(fogger)라고 하는 항공기에 자주 사용됩니다.

초음파 용접

플라스틱 초음파 용접에서는 접합 대상물 간의 마찰에 의해 고주파(15kHz~40kHz)의 저진폭 진동을 이용하여 열을 발생시킨다.두 부품의 인터페이스는 최대 용접 강도를 위해 에너지를 집중하도록 특별히 설계되었습니다.

음향화학

주요 기사:음향화학

20-100kHz 범위의 전력 초음파는 화학에 사용된다.초음파는 분자에 비해 파장이 너무 길기 때문에 화학적 변화를 유도하기 위해 분자와 직접 상호작용하지 않는다.대신, 에너지는 반응이 일어나는 액체에서 극한의 온도와 압력을 발생시키는 캐비테이션을 일으킨다.초음파는 또한 고체를 분해하고 반응이 일어날 수 있는 더 큰 표면적을 제공하기 위해 불활성 물질의 수동층을 제거합니다.이 두 가지 효과 모두 반응을 더 빠르게 만듭니다.2008년 Atul Kumar는 초음파를 이용한 [50]수성 미셀에서 다성분 반응 프로토콜을 통해 한츠슈 에스테르와 폴리히드로퀴놀린 유도체의 합성을 보고했다.

초음파는 다른 주파수를 사용하여 추출에 사용됩니다.

무선 통신

2015년 7월, 이코노미스트는 캘리포니아 버클리 대학의 연구원들이 그래핀 다이어프램을 이용한 초음파 연구를 수행했다고 보도했다.그래핀은 얇고 무게가 작아 초음파 통신에 효과적인 재료입니다.이 기술의 응용은 일반적으로 전파가 [51]잘 전달되지 않는 수중 통신이다.

초음파 신호는 인터넷 사용자의 [52][53]기기 간 추적을 위한 "오디오 비콘"에 사용되어 왔다.

기타 용도

초음파를 특정 구성으로 적용하면 소음발광으로 알려진 이국적인 현상으로 짧은 빛의 폭발을 일으킬 수 있습니다.이 현상은 부분적으로 거품 융합의 가능성 때문에 연구되고 있다.

초음파는 초음파 감쇠 분광법 또는 전기음향 현상을 관찰하거나 경두개 펄스 초음파를 통해 미립자를 특성화할 때 사용된다.

오디오는 변조된 초음파에 의해 전파될 수 있습니다.

이전에는 음량 조절과 채널 변경을 위한 텔레비전 리모컨에 널리 사용되었던 초음파의 응용 프로그램이 있었습니다.1950년대 후반 제니스에 의해 도입된 이 시스템은 소형 망치로 때린 짧은 막대 공명기와 세트에 장착된 마이크가 포함된 휴대용 리모컨을 사용했다.필터와 검출기가 다양한 조작을 구별합니다.주요 장점은 휴대용 제어함에 배터리가 필요하지 않았고, 전파와 달리 초음파가 인접 세트에 영향을 미치지 않는다는 것이었다.초음파는 1980년대 [54]후반부터 적외선 시스템으로 대체될 때까지 계속 사용되었습니다.

안전.

120dB를 초과하는 초음파에 직업적으로 노출되면 청력을 잃을 수 있습니다.155dB를 초과하면 인체에 유해한 발열 효과가 발생할 수 있으며, 180dB를 초과하면 [55]사망에 이를 수 있는 것으로 계산되었다.영국의 독립 비이온화 방사선 자문 그룹(AGNIR)은 2010년에 보고서를 작성했으며, 이 보고서는 영국 보건국(HPA)에 의해 발행되었다.이 보고서는 일반인에 대한 70dB(20kHz에서)와 100dB(25kHz 이상에서)[56]의 공중 초음파 음압 수준(SPL)에 대한 피폭 한계를 권고했다.

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레퍼런스

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추가 정보

라이브러리 리소스 정보
초음파
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외부 링크