超聲波流量計探頭及換能器原理  四十五

四.超聲波在液體中空化現象的利用

超聲波在液體介質中傳播時，在一定的聲強下，由于高頻振動有負壓產生，會使液體中產生大量的小氣泡（微細間隙-空化腔）。這些小氣泡隨聲振動而強烈生長，最終會達到更強烈的閉合（破裂或稱崩潰）。在氣泡破裂的瞬間，會產生極大的聲沖擊力（局部瞬態高壓脈沖）作用，其壓力可從數個大氣壓甚至達到數百個大氣壓，這種現象稱為超聲波在液體中的空化現象。我們吹肥皂泡，肥皂泡在臉附近破裂時，臉上會感受到一股沖擊力，即與上述的空化現象相似。

空化現象能對液體中各種物理、化學反應或作用過程產生影響，因此可以利用這種現象，把強功率超聲波引入到液體介質中去，即能獲得許多應用，如：1.超聲波清洗：利用超聲波的振動攪拌作用和空化現象，能使被清洗物體上的污染物被迅速徹底地清除，也包括去除工件上的毛刺等，特別是對形狀復雜而且有縫隙存在的器件，如工業零件、電器零件、機械式手表、餐具、醫療器械等，用一般的清洗方法是難以奏效的，而超聲波清洗就顯示了它的優越性，此外，超聲波空化現象還具有殺菌消毒的功能，因此也被利用來進行超聲波浴，即在浴池的水中通入超聲波，利用超聲波的振動攪拌作用和空化現象，能對人體皮膚產生按摩和殺菌消毒作用并能起到一定的治療效果，還有如超聲波洗衣機、眼鏡等光學零件的超聲波清洗機...等等，應該說超聲波清洗功能的應用已經越來越廣泛（應當注意：若把強功率超聲波不適當地引入人體內時，也會因高頻振動和空化現象而破壞人體內血液、體液甚至某些細胞的正常狀態，從而對人體造成危害）。

超聲波流量計