
超声波处理器的主要组成部分
要理解工作流程,需要先了解它的构成:
1. **发生器**:即主机。负责产生特定频率的高频电信号,并控制输出功率、工作时间、脉冲模式(开/关间隔)等参数。
2. **换能器**:核心能量转换部件。通常采用压电陶瓷材料,能将发生器传来的高频电能转换成相同频率的机械纵向振动。
3. **探头(变幅杆)**:通常为钛合金制成的锥形金属杆。它有两个作用:
* **放大振幅**:其锥形设计可以将换能器传来的微小振动幅度进行机械放大。
* **传递能量**:直接浸入样品液中,将高强度振动能量直接传递到液体中。
**探头端是能量最集中的地方,也是最容易磨损的部分。

核心工作原理:空化效应
1. **产生高频压力波**:超声波处理器通过换能器将电能转换为高频机械振动(通常为20kHz - 40kHz,超出人耳听觉范围)。
2. **形成微气泡**:这些高频振动通过探头(也叫变幅杆)传递到液体中,形成疏密相间的压力波。在**负压区**,液体受到拉伸力,使其内部形成微小的真空气泡(或称空化核)。
3. **气泡溃灭**:紧接着在**正压区**,这些微小的气泡被急剧压缩,并在极短的时间(微秒级)内崩溃、湮灭。
4. **释放巨大能量**:气泡溃灭的瞬间,会在极其微小的局部空间内产生**几千个大气压的高压**和**几千摄氏度的高温**,同时伴随强烈的冲击波和高速微射流(时速可达400公里以上)。
**正是这种瞬间释放的物理力量,作用于周围的样品,从而实现了各种处理目的。