Die seit langem bekannten technologischen Fähigkeiten von Ultraschall entwickeln sich ständig weiter, und ihre ständige Verwendung ist die Zukunft der modernen Wissenschaft.
Diese Wellen, die für das menschliche Ohr unhörbar sind, uns jedoch dauerhaft umgeben, könnten die Zukunft von Wissenschaft und Technologie darstellen.
Telefonanlage bis zur Medizin und je nach betrachtetem Frequenzbereich hat Ultraschall die Macht, physikalische und chemische Veränderungen an Materialien zu verursachen oder die Eigenschaften eines Mediums zu bestimmen, durch das es hindurchgeht.
Die Ultraschallrevolution ist in unserem Leben präsent, aber wie verändert ihre Verwendung unser tägliches Leben?
Geschichte des Ultraschalls
Erst Lazzaro Spallanzani vermutete 1794 die Existenz von Ultraschall.
Er wurde 1883 vom englischen Physiologen Francis Galton entdeckt.
Der französische Physiker Paul Langevin erfand dann das Langevin-Triplett.
Seine erste Arbeit aus dem Ende des Ersten Weltkriegs basierte auf Ultraschallproduktionstechniken für SONAR.
Einige dieser Arbeiten führten schnell zu Anwendungen im Bereich der medizinischen Überwachung und Diagnose.
Industrielle Anwendungen und Anwendungen von Ultraschall tauchten in den späten 1950er Jahren auf.
Es war auch zu dieser Zeit, als viele Labors die extreme Vielfalt der Ultraschallanwendungen demonstrierten.
In den 1980er Jahren ermöglichte die rasante Entwicklung der Modellierungstechniken einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis dieser Technologie.
Definition von Ultraschall: Wellen, die elastisch und Frequenz
Ultraschall besteht aus elastischen Wellen, deren Frequenz zwischen etwa 16 kHz und mehreren hundert Megahertz liegt.
Diese Schallwellen werden erzeugt, indem elektrische Energie, die durch hochfrequente Wechselströme übertragen wird, in mechanische Energie umgewandelt wird.
Ihre Frequenz ist zu hoch, um für das menschliche Ohr hörbar zu sein.
Bei diesen sehr hohen Frequenzen ist Ultraschall das Äquivalent eines Laserstrahls für Lichtwellen: Er ist sehr präzise und leistungsstark, weil er aus sehr konzentrierten Schallwellen besteht.
Es gibt drei Arten von Ultraschall-Füllstandmessumformern:
- Piezoelektrische Generatoren aus Lamellen in Quarz zwischen zwei Stahlscheiben geklebt. Wenn ein Wechselstrom durch die Scheiben fließt, werden die Lamellen mit derselben Frequenz verformt wie die anliegende Spannung;
- Magnetostriktive Füllstandsmesser wirken auf die Variation der Abmessungen eines ferromagnetischen Körpers, wenn er in einem variablen Magnetfeld platziert wird;
- Elektrostriktive Pegelsender, die auf die Variation der Abmessungen bestimmter Keramiken spielen, wenn sie in einem variablen elektrischen Feld platziert werden.
Die verschiedenen Anwendungen von Ultraschallwellen
Die Leistungsfähigkeit von Geräten, die mit dem Fortschritt in der Elektronik verbunden sind, bietet heute neue Perspektiven für den Einsatz von Ultraschall in der Industrie und im medizinischen Bereich.
Ultraschall wird in zwei Hauptkategorien eingeteilt:
- Ultraschall mit geringer Leistung für Diagnose, Messung und Überwachung,
- Hochleistungsultraschall wird als solcher betrachtet, wenn er eine Veränderung des Mediums verursacht, in dem er zirkuliert (mechanische, thermische oder chemische Wirkungen).
Einige Anwendungen und Verwendungen von Ultraschall:
- Medizinische Gesundheit und Diagnostik: Therapien wie fokussierte Ultraschall-Thermotherapie.
- Biologie und Chemie: der Einsatz von Ultraschall bei der Beschallung, um Zellmembranen aufzubrechen, Geräte mit einem Ultraschallgerät zu reinigen oder zu desinfizieren.
- Landwirtschaft: Verwendung von Wellen durch Vibration (Vernebelung) von Wasser, das sich in Aerosol verwandelt und das Wurzelsystem und Sauerstoff speist.
- In der Fernerkundung, für Sonar ( Abkürzung für Sound Navigation and Ranging), ein Gerät, das die besonderen Eigenschaften der Schallausbreitung im Wasser nutzt, um Objekte unter Wasser zu erkennen und zu lokalisieren.
- Branchen: Metallurgie in der zerstörungsfreien Prüfung von Materialien, zum Schneiden oder Schweißen von Thermoplasten, Schweißen von Nichteisenmetallen, Automobilindustrie, Frisur für Haarimplantate.
- Lebensmittel: Käsestücke, Pasta, Fleisch, Fisch, Kuchen mit sehr hoher Geschwindigkeit und ohne Verluste.
- Fang von Tieren oder Insekten, die als schädlich bekannt sind: Nagetiere, Milben, Zecken, Flöhe, Fliegen oder Mücken durch Moskitoalarm.
- In der Telefonie durch Ultraschall, das „Anti-Alterklingeln“ oder das „Anti-Alterklingeln“, weil die hochfrequenten Töne für Erwachsene ab ca. 25 Jahren unhörbar werden…
