基本信息

超聲學是聲學的一個重要分支或組成部分。它以研究超聲在各種物質中產生、傳播、接收及與物質的相互作用、產生的各種效應和應用為主要內容。聲波屬于機械波，是機械振動在彈性媒質中的傳播。現代聲學已涵蓋了從10-4-1014Hz的頻率范圍，相當于從大約3小時振動一次的次聲到波長短于固體中原子間距的分子熱振動，即跨越了1018 量級的寬廣頻段。這也意味著，現在，人們已經掌握了幾乎任意頻率聲波產生與測量研究的近代技術。

從頻率范圍而言，超聲是指頻率高于可聽聲頻率范圍的聲。根據對人耳的統計規律，在聲學中，規定可聽聲的頻率上限為2×104Hz。因而概括地說，超聲是頻率高于20KHz.的聲波。若再具體一點說，超聲頻段中，頻率高于108 Hz的超聲稱為特超聲。特別是其中108 -1012 Hz頻段，因與電磁波譜中的微波頻段相對應，故又稱為微波超聲。

從功率范圍而言，連續波超聲一般在毫瓦-幾十千瓦范圍。脈沖波超聲可擴充為幾分之一毫瓦-幾兆瓦。相應地，從聲強角度看，聚焦連續波超聲在液體中，因受空化的限制，上限約可達幾十千瓦每平方厘米;而聚焦脈沖超聲在焦斑中心，甚至可達幾十兆瓦每平方厘米。顯見，超聲學包含了從線性學到非線性聲學大跨度動態范圍豐富的研究內容。

再從傳播媒質而言，超聲在氣體、液體、固體、固熔體等物質中，均能有效地傳播。而在這些媒質中，不同頻率、功率、強度的超聲波，都具有其的傳播特性的傳播性及效應，因而也有其相應的研究內容及廣泛的應用。

超聲波的空化效應

高頻振蕩信號，通過超聲波換能器轉換成高頻機械振蕩（既超聲波）而傳播到介質（既清洗液）中，超聲波在清洗液中的輻射，使液體振動而產生數以萬計的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的負壓區產生、生長，而在正壓區迅速閉合，這種被稱為空化效應。

在空化的基本效應中，還有許多其他有趣的現象。如，從能量放大的角度來看，一個聲壓幅值為0.1MPa的超聲，可在水中產生聲致發光，此壓力相應于能量密度約為2.2J/cm3 ，或4×10-10eV/分子（eV為電子伏特單位，1eV=1.6021892×10-19J）。而最近證明，伴隨聲發光的光子具有超過6eV的能量。故聲波產生發光的能量放大近似于1.5×1010。作為對比，考慮一個熱能中子引起可分裂同位素鈾的情況，中子具有約0.025eV的能量，它引起裂變釋放能量約為200MeV，則其能量放大能力僅為0.8×1010!

又如，一個在剛性界面作形變振動的氣泡，實驗表明，在其閉合階段，會產生通過氣泡中心，突破泡壁，沖向界面的射流。同時也引起周圍液體的wei沖流。

再從泡內能量密度看，氣泡快速閉合到微米級小泡內，其密集度可超過1012。最近美國 Los Alamos 國家實驗室進行空化和微聚變（Micro-Fusion）實驗。在重水（D2O）中，伴隨超聲空化有異常發熱并產生了3He和4He核粉塵。反應率為1012-1013Rx/s。

還有，從降溫速度看，氣泡崩塌之后，泡內"熱點"驟然冷卻，冷卻速度達108 K/s。這相當于金屬熔漿放入液氮的急劇冷卻速率。

超聲波的機械效應

1.機械攪拌。超聲的高頻振動及輻射壓力可在氣、液體中形成有效的攪動與流動。空化氣泡振動對固體表面產生的強烈射流及局部wei沖流，均能顯著減弱液體的表面張力及磨擦力，并破壞固-液界面的附面層，因而達到普通低頻機械攪動達不到的效果。這一作用是藥物透入，美容品導入皮膚，超聲除氣，食品及化妝品調勻細化等應用的物理基礎。

2.相互擴散。利用超聲振動及空化的壓力、高溫效應，促使兩種液體，兩種固體，或液-固、液-氣界面之間，發生分子的相互滲透，形成新的物質屬性。金屬或塑料的超聲焊接，超聲乳化、清洗、霧化可歸為此類作用。

3.均勻化。空化氣泡閉合后產生的局部沖擊波，可粉碎液體中的顆粒，使其細化;使結晶均勻;將較大、不均勻乳滴分散為微小均勻藥劑（如醫用造影劑、治癌藥劑等）;甚至可包括消溶血栓等作用。

4.凝聚作用。超聲振動可使氣、液媒質中懸浮粒子以不同速度運動，增加相碰撞機會;或利用駐波使它們趨于波腹處，從而發生凝聚過程。煙道收塵、人工降雨可屬此類。

5.機械切削作用。因超聲振動加速度甚大，加上空化的聲腐蝕作用，可對硬脆材料（寶石、陶瓷、玻璃、磁鋼等）進行特形精密加工。

6.機械粉碎作用。利用高強度超聲脈沖，可以粉碎人體內的腎結石和膽結石而不損傷軟組織。

超聲波提取機

濟寧金百特工程機械有限公司歷時八年發明創造出一種超聲提取管段，并成功地和公司出的管道式提取器相結合，實現了植物有效成分的連續逆流超聲提取，使超聲提取這一技術在被發現50多年后真正走向產業化應用。在此基礎上，公司不斷完善配套系統，開發出藥材物料輸送及控制系統、提取溶媒流量及溫度控制系統、藥渣擠干及烘干處理系統、提取藥液渣液分離系統、提取管段攪拌系統、提取管段加熱保溫系統、在線清洗（WIP）系統、集中電氣操作控制等系統，構成一套功能齊全的機電一體化中藥和天然產物提取設備。連續逆流超聲提取設備通過配備公司發明的超聲裝置，在常、低溫條件下，提取時間縮短至20~40分鐘，確保了連續化作業及動態逆流提取，提高了生產效率，減少了溶劑用量，降低了提取溫度，保證了產品質量，降低了能耗，保證生產過程的安全性，避免了藥渣對環境的污染，是一套高效、節能、安全、環保的天然產物生產加工設備，廣泛應用于使用各種溶劑從植物藥材中提取各種天然產物，特別是使用揮發性有機溶劑的提取，以及較大規模單味藥材的提取。此套設備的推廣及應用，必將極大地促進中藥和天然產物產業化和現代化建設。

超聲波提取機常見機型

超聲波提取機的多種用途

1、可作生物和植物細胞破碎;

2、可作生物和植物有效成份萃取;

3、可作中草藥有效成份的低溫提取;

4、可作BCR元素形態萃取;

5、低能量狀態可激活細菌;

6、高能量狀態可殺死活細菌;

7、可用于DNA提取和DNA剪切;

8、可用于基因導入;

9、可用于原酒的催陳處理;

10、可用于打破植物種子的休眠狀態，以提高出芽率和早熟期;

11、可用于兩項不同質的溶液聚合