超声波,你听到了么?
赫 伟
“实验室的超声机总是丝丝响个不停,每次用来清洗物品都要躲得远远的,实在走不开的时候就希望有个隔音罩把它罩起来……超声波真烦人啊。” 常常听到实验室有人这样抱怨,以至于为了不影响别人,常常都得搬着超声机躲着人。大家都会担心,超声波对人体有危害么?
超声波是频率高于20KHz的声波,它方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距,测速,清洗,焊接,碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。医学上常用的检测设备采用的超声波频率在0.8~32MHz范围内,超声清洗常用的频率范围是20~40KHz。
于是,便有科学家做了很多实验,来研究超声波对人体的危害。医学专家认为超声波对组织的生物学效应主要表现在:1)超声波声压对组织的力学效应,造成组织细胞损害; 2)超声波对组织的温度效应,组织吸收超声波后形成局部温度升高。对于接收声波最为敏感的器官内耳,科学家超声波对它的形态学的改变。用聚焦超声波照射豚鼠的耳蜗3分钟,发现对豚鼠的耳蜗血管纹造成局部损害,两个月后仍未见恢复。近一步对于超声波的接收机理的研究发现,耳蜗内毛细胞是超声波的主要感知部位。
假使我们认为人体对于超声波也有相应的感知器官,但是超声波本身人体还是感觉不到的。那么为什么实验室的超声机会有那么大的响声呢?当我们分析超声机工作原理之后,就知道原来是它:噪声。
超声清洗机主要有三个部分,即超声波发生器、清洗水槽和粘在水槽底部的换能器阵。超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质,这种高频的机械震荡在清洗溶剂中产生数以万计的微小气泡,当压力达到极限时气泡突然闭合,所产生的冲击波在其周围产生上千个大气压力,破坏附着在物件上的污物,达到清洗件表面净化的作用。这个过程中气泡的非线性振动和气泡崩溃所产生的分谐波相互叠加形成了超声机的工作噪声,这种噪声通过清洗介质向空气中传播,这才是让人讨厌的超声机的声音。
所以,这里才是本文的重点,噪声对人体的危害。噪声不仅损害人体的听觉器官,还对人的视力产生影响。当噪声达到90分贝时,人的视觉敏感性就会下降,噪声更强时会造成视模糊、眼花和流泪等症状。
噪声是一种恶性刺激物,长期作用于人的中枢神经系统,可使大脑皮层的兴奋和抑制失调,条件反射异常,出现头晕、头痛、耳鸣、多梦、失眠、心慌、记忆力减退、注意力不集中等症状,严重者可产生精神错乱。
1)损害心血管。2)对女性生理机能的损害。女性受噪声的威胁,还可以有月经不调、流产及早产等,如导致女性性机能紊乱,月经失调,流产率增加等。3)噪声还可以引起如神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱甚至事故率升高。
实验室使用超声机应当尽量在无人的房间使用,如条件有限必须与人共处一室需要做降噪处理。