Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 39. 28 sept. 1940 - Om ultraljudets verkningar och tillämpningsmöjligheter, av Ernst Fredlund
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Teknisk Tidskri ft
Ett bekant exempel är den av Brandt, Freund och
Hiedemann påvisade effekten, att vid intensiv
ultraljudbestrålning av" en aerosol en nästan ögonblicklig
sammanbakning och Sedimentation av partiklarna
äger rum.
Jämföres påverkan av ultraljud på hydrosoler med
verkan på aerosoler kan alltså följande sägas.
Medan ultraljud i vätskor har en starkt dispergerande
effekt, så kan genom ultraljudbestrålning av
aerosoler den motsatta verkan erhållas, dvs. koagulering
och avskiljning av de svävande partiklarna.
Denna olika inverkan på hydrosoler och aerosoler
beror dels på den väsentligt olika stabiliteten hos
dessa system. Dels beror den också på att, medan vid
vätskorna tryckeffekterna (exempelvis den
dispergerande verkan av kavitation) äro utslagsgivande,
dessa effekter vid gaserna träda i bakgrunden och i
stället rörelseförloppen i det svängande mediet
komma att dominera.
Svängningsrörelsen hos aerosolpartiklarna beror
dels på ultraljudets frekvens och amplitud, dels på
partiklarnas storlek, massa och koncentration samt
dessutom på mediets täthet och viskositet. En
partikel följer mediets svängningar allt bättre, ju mindre
dess massa är, ju lägre frekvensen är och ju större
mediets viskositet är: små partiklar följa sålunda
fullständigt mediets rörelse vid låga frekvenser, medan
större partiklar vid högre frekvenser ej hinna med
utan befinna sig stilla och mellan dessa båda
gränsfall finnes ett övergångsområde, där partiklarna i
större eller mindre utsträckning följa mediets
rörelser.
En kvantitativ beräkning av koaguleringen stöter
på väsentliga svårigheter framför allt därigenom, att
aerosolen under koaguleringsprocessen är ytterst
inhomogen samt att koaguleringsmekanismen ej är
enhetlig. I första hand gäller det därför att söka
bedöma de olika anledningarna till koagulationen och
dessas riktiga inflytande. Då i aerosolen en
sammanstötning nästan undantagslöst leder till hopbakning,
är det givet, att alla förlopp äro av vikt, som öka
sannolikheten för kollisioner mellan partiklarna.
Dessa låta indela sig i två grupper: dels sådana, som
öka sannolikheten för de rent kinetiska
sammanstötningarna, dels sådana, som bestå i mellan
partiklarna verkande hydrodynamiska attraktionskrafter.
Enligt Wiegner och Tuorila är det för den förra
gruppen väsentligt, att partiklar av olika storlek ha
olika hastighet, då härigenom en ökning av
kollisions-sannolikheten erhålles. Det ovan skisserade
övergångsområdet är alltså här av betydelse, då det just
är i det området, varierande värden på storlek och
hastighet uppträda. Inom parentes kan framhållas,
att sa fort koaguleringen väl satt in på en homogen
aerosol, denna härigenom tvingas in i
övergångsområdet under förutsättning, att ultraljudets frekvens
liar det rätta värdet i förhållande till
partikelstorleken. För partiklar med täthet 1 i luft och storlek
0,8—är den gynnsammaste frekvensen 16 kHz.
Den andra gruppen av verkningar kan vara av
hydrodynamisk natur såsom de av Bierknes först
undersökta hydrodynamiska fjärrkrafterna.
Virvel-bildningar vid partiklarna och pulsationer hos
partiklar i vätskeform höra även hit, men torde ha
mindre betydelse.
Som illustration till koaguleringen skola några
data från ett av Brandt och Freund utfört försök
meddelas. De utsatte en aerosol för bestrålning med ljud
av frekvensen 10 kHz och mätte genom sänkförsök
defi. erhållna koaguleringen. För en viss
ljudintensitet erhölls vid 5 sek. bestrålning i medeltal en
fördubbling av partiklarnas massa, vid den fyrdubbla
intensiteten och samma tid var partikelmassan ungefär
9-dubblad och vid en 36 ggr starkare intensitet var
den ca 200 ggr förstorad.
En tillämpning av den akustika koaguleringen, som
gick ut på att avskilja stridsgaser i dimform ur luften,
diskuterades för ett par år sedan i litteraturen.
Ultraljudets höga absorption i luft och den därav
förorsakade låga räckvidden gjorde emellertid, frånsett
andra faktorer, att metoden ej kunde tillmätas praktisk
betydelse.
Materialundersökning och materialförbättring.
Ultraljudets korta våglängd möjliggör en rätlinjigt
riktad utbredning och man bör därför kunna tänka
sig möjligheten att med dylika riktade
ultraljudstrålar genom genomlysning erhålla besked om ett
materialstyckes homogenitet. Då härtill kommer, att
homogena, fasta kroppar uppvisa en mycket stor
genomsläpplighet för ultraljud, medan däremot vid
uppträdande inhomogeniteter i kroppen, exempelvis
luftspalter, en mer eller mindre fullständig reflexion äger
rum (förorsakad av den stora skillnaden i
ljudmotstånd), bör denna metod förefalla mycket lockande
speciellt vid undersökning av så stora
materialstycken, att genomlysning med röntgen ej längre är
möjlig.
Redan 1931 sökte Mühlhäuser skydda denna idé
(tyska patentet nr 569 598), som dock i princip redan
ett par år tidigare angivits av Sokoloff. Mühlhäusers
anordning består av en sändare och en mottagare.
Dessa anbringas företrädesvis på motsatta sidor om
provstycket och genom att observera, hur den
genomgående strålningens intensitet varierar, när
provstycket röres fram mellan sändare och mottagare, kan
man i varje fall principiellt fastställa läget av
felaktigheter i godset.
Ehuru denna anordning vid första anblicken
förefaller mycket enkel, stöter den i praktiken på
betydande svårigheter. Som Kruse nyligen visat, är det
nämligen mycket svårt redan att uppfylla det
primära krav, man måste ställa på anordningen: att
anbringandet av sändare och mottagare på provstycket
kan utföras på sådant sätt, att reproducerbara
intensitetsmätningar möjliggöras. Härtill foga sig
dessutom två andra fordringar dels med hänsyn till
våglängden, soin måste vara mindre, ju finare
inhomogeniteter man vill upptäcka och ju tjockare
provstycket är, dels med hänsyn till frekvensen, som för att
undvika falska intensitetsmaxima, förorsakade av
egensvängningar, måste vara periodiskt varierbar.
Dessa fordringar begränsa metodens användbarhet
och ha tills dato förhindrat dess praktiska
användning.
Att trots detta man ej bör helt misströsta om de
möjligheter, ultraljudet öppnar för
matrialundersök-ning, visar ett arbete av Meyer och Buchmann. De
undersökte två på samma sätt framställda balkar av
armerad betong. Den ena balkens egensvängningstal
för böjningssvängningar var 48 Hz, den andras 33
Hz, och man misstänkte, att denna skillnad berodde
21 sept. 1940
375
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
