TW201306961A - 通孔音極及具有通孔音極之超音波裝置 - Google Patents

Abstract

本揭露關於一種通孔音極及具有通孔音極之超音波裝置，該通孔音極於輸出面具有複數個通孔。該通孔音極具有大工作端面，端面周圍具有高位移放大率。利用高聲壓輻射聲場，以及通孔與非通孔之間的慣性力及速度明顯差異，經由組合複數個通孔音極，可以有效的進行超音波化學反應、生質能物質前處理、物質破碎、物質尺度微奈米化、細胞破壞、奈米顆粒分散、高級乳化、混合、攪拌、去除外部附著物或內部附著物等作業。

Description

通孔音極及具有通孔音極之超音波裝置

本揭露係關於一種音極及其超音波裝置，特別是關於一種通孔音極及其超音波裝置。

超音波音極(ultrasonic horn or sonotrode)的應用範圍極其廣泛，舉凡清洗、乳化、混合、分散、霧化、布料或材料切割、布料切花、鑽孔、機械加工、機械研磨、機械銑切、塑膠熔接、金屬焊接(welding)、細胞破壞、各種型式的材料或物件破壞等，皆可利用超音波音極的高速運動來達到其工作效果。

在上述的應用中，為達到較高的高速運動，於超音波音極的設計上皆希望有較大的位移放大率(輸出面位移/輸入面位移)以達到工作要求的效率。

然而在習知的超音波音極設計上多屬縱向運動，其形狀多為階梯形(stepped)、指數形(exponential)、圓錐形(conical)、傅立葉形(Fourier)、Catenoidal形、Bzier形、或是上述型式的組合設計等，在上述型式的設計或其組合設計中，如圖1所示為了要增加超音波音極的輸出端2之位移，多縮小其輸出端2區域的面積，以增加其位移放大率，例如：在一維運動假設下，階梯形音極的位移放大率最大值與輸入端3面積除以輸出端2面積成正比，但是上述這種超音波音極在位移放大後，將造成其輸出端2的工作面積減少。例如位移放大倍率為4時，工作面積亦將減為1/4。也因此先前技術多用在小範圍局部固體或液體的加工作業，例如：切斷、塑膠熔接、鑽孔、IC產業的線焊接(wire bonding,welding)、液體霧化、眼球水晶體乳化、手術刀等。

又為了增加位移放大倍率且適用於太空地質探測下的輕負載要求，而採用縱向(longitudinal)振動轉換為彎曲(bending)振動設計的小尺寸折疊超音波音極(folded sonotrode)作為岩石鑽孔之用；或是為了得到比較平整的大尺寸輸出面，而設計側向槽孔(slot)的超音波音極。但是上述超音波音極的輸出端皆有工作面積變小的現象，以致於傳統設計的超音波音極僅能於實驗室環境中使用，而難以將該設備放大並應用於實際作業環境中。

然而上述這些超音波音極的輸出端皆為實心，基本上其工作區域皆集中在超音波音極的前方，對於通過於音極邊緣的液體基本上是屬於無效工作區域的，因此先前技術多利用不同程序或是組件的安排來增加液體通過超音波音極前方的停留時間，以利用超音波音極前端高壓輻射聲場於液體中產生的聲蝕效應(acoustic cavitation)或超音波化學(sono-chemistry)效應來進行工作，並未利用到超音波音極本身高速的剪切運動及慣性作用。此外，上述傳統的超音波音極由於為實心設計，如果是放置於液體通道中使用時，則會阻擋液體的流動，增加液體的阻力。為了減輕液體流動的阻力，於是採取縮小超音波音極工作面積或是增加管徑，但是此種安排皆會導致設備體積增大及減少有效工作範圍，以及僅有少部分的液體被超音波音極有效處理，如果想要去除沾附於管壁內徑的附著物更是因為有管徑內液體流動的阻力難以進行去除作業。

本揭露提供通孔音極，其具有複數個通孔，以供利用高速的剪切運動及慣性作用將音極的作用物均勻化或擊碎。

本揭露揭示一種通孔音極。此通孔音極包含一輸出端、一頸部以及一輸入端。該輸出端包含一本體以及複數個通孔，其中該本體包含一第一表面以及相對於該第一表面之該第二表面，且該些通孔穿透該本體而開口於該第一表面及該第二表面。該頸部連接該第二表面，而該輸入端連接該頸部，因此該頸部間接連接了該輸入端及該輸出端，其中該輸入端的橫切面之面積可大於或小於或等於該第一表面的面積。

另外，本揭露亦揭露一種超音波裝置。此超音波裝置包含一換能器、一升壓裝置以及一通孔音極。該換能器包含一壓電裝置。該升壓裝置連接該換能器並放大該壓電裝置所產生之一振幅。該通孔音極包含具有一本體以及複數個通孔之一輸出端。該本體包含一第一表面以及相對於該第一表面之該第二表面，且該些通孔穿透該本體而開口於該第一表面及該第二表面，該輸出端輸出該振幅以供將通孔音極的作用物均勻化或擊碎。連接該輸出端之該第二表面之頸部連接該輸入端，其中該輸入端的橫切面之面積可小於或等於該第一表面的面積，但仍然維持高倍數的位移放大率。

當物件以200 μm的位移振幅振動時，雖然此位移量看來不起眼，僅約為三根頭髮的厚度，但是當此一物件係以頻率20 kHz往復振動時，則此時的速度振幅可達到25 m/s，等同每小時90 km的速度，而加速度振幅更高達3.16×10⁶ m/s²，也就是超過30萬倍的地球重力加速度。當物件以100 μm的位移振幅振動且其頻率為40 kHz時，則此時的速度振幅可達到25 m/s，而加速度振幅更高達6.23×10⁶ m/s²，也就是超過60萬倍的地球重力加速度。由此可知，當產生上述振動行為時，此振動除了有極高的速度振幅，而且有極其強大的動態作用力量及慣性力量，可用來進行物質的破碎、分離、分散、物料攪拌或混合、細胞破壞、液相混合、油水乳化、奈米顆粒分散、低溫殺菌等，以及利用此一動態力量所進行的後續化學反應應用，此一方法並沒有任何化學物質的添加，無化學物質二次污染可能性。在液相中乳化的剪切力，或是細胞剪切的力量，或是物料攪拌的混合力量，以往多是直接或是間接經過齒輪組合產生高速旋轉的葉片所產生的剪切速度，然而此一剪切速度指的是葉片尖端所產生的速度，對於葉片根部的切線速度，由於旋轉半徑變小，在旋轉件根部的剪切速度也將大幅度變小。此外，此一剪切速度或是攪拌的效果，是指旋轉葉片與液體介質之間的相對速度，因此如果液體介質因為葉片的帶動，也以相同於葉片的方向旋轉，葉片與介質之間的相對速度將小於葉片的旋轉切線速度，如此旋轉葉片的剪切力將相對降低。如果葉片的剪切速度是可以快速改變方向，則液體受到慣性作用的影響，則可以加強乳化、混合及攪拌的效果。在先前技術的超音波音極設計中，由於其高強度聲場的聲蝕(acoustic cavitation)範圍是在超音波音極輸出端的前方，因此其乳化範圍僅侷限於超音波音極正前方的狹窄區域。經由本揭露的通孔超音波音極設計，首先可以增加液體工作的接觸面積，並因通孔與非通孔處兩處液體於高頻率高速運動下，通孔與非通孔處兩處液體之間有數十萬倍地球重力加速度的慣性力作用差異，此時通孔與非通孔處兩處液體之間產生的相對高切線速度，將達到對於細胞壁破壞、液相混合、油水乳化、細胞剪切及物料攪拌的剪切或混合力量，以及因為明顯作用於通孔與非通孔處兩處液體的慣性力差異，導致於通孔處有噴射流的產生，增加混合效果。此外，此種通孔超音波音極並無任合旋轉件，其安全性也高於傳統高速旋轉葉片。對於液體中粉體的混合或是粉體的分散，亦皆可以應用此一通孔超音波音極的構造，而達到有效混合或分散的工作效果。

在本揭露通孔超音波音極的輸出端被設計成具有通孔的形狀，此一構造不僅可以提供較大的工作面積且其位移放大倍率更可高達9倍以上，比傳統的鐘形(Bell)音極具有更高的位移放大率，本揭露同時可作為超音波化學反應及破碎物體之用。此外，由於此一通孔的設計，當通孔超音波音極放置於封閉管路中使用時，因為液體可以通過通孔工作，管徑可以不必放大，設備體積可以縮小，液體流動阻力同時可以大幅度減少，當液體通過通孔時可以被高速運動的超音波音極剪切並破壞通過的物質，並有效地作用於通過液體。本揭露利用超音波音極輸出端所產生數十萬倍地球重力加速度的慣性力作用於液體時，更因為本揭露的通孔設計，使得液體於通孔與非通孔處有因極其明顯的速度差異而所產生的剪切力，如同有數百把高速運動的微小利刃同時作用在液體或液體中的介質上，使得液體或液體中的介質可以輕易被微小化、破壞、乳化、攪拌、混合或分散，不論是在超音波音極的輸出端的第一表面或是第二表面，皆可以讓液體產生有效的混合，有效增大液體處理範圍。如果是作用於欲清除管壁內徑的附著物，更是可以利用本揭露輸出端的邊緣所產生的高速振幅，有效的進行管壁內徑附著物的線上清除作業，而水流可以輕易通過通孔，被去除的附著物更可以藉著水流被帶離開附著處，而達到管徑內壁有效清除作業。

在本揭露通孔超音波音極的輸入端亦可以依照需求被設計成具有通孔的形狀，此一通孔設計可以提高位移放大率，也可以大幅減低超音波音極的質量，並容易驅動超音波音極，此外也因為通孔超音波音極對外接觸面積大幅的增加而具有極優越的散熱效果，亦可延長通孔超音波音極的工作壽命。

上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。

在下文中本揭露的實施例係配合所附圖式以闡述細節。此外，相似的元件符號則對應相同或相對應的元件部分。

如圖2之實施例所示，通孔音極10(sonotrode)包含一輸出端20、一頸部30以及一輸入端40。輸出端20包含一本體21以及複數個通孔22。本體21包含一第一表面23以及相對於該第一表面23之該第二表面24，該些通孔22穿透該本體21而開口於該第一表面23及該第二表面24。如圖2所示之實施例中，輸入端40進一步包含一複數個孔洞41，該些孔洞41之開口面向該第二表面24。在此實施例中，該些孔洞41或該些通孔22皆為圓形孔。然而在其他實施例(圖未示)，該些孔洞41或該些通孔22係獨立選自圓孔、方孔以及多邊形孔，此處的獨立係指各個通孔22或孔洞41可單獨為圓孔、方孔或多邊形孔如圖3所示。此外，通孔音極10之通孔22或孔洞41形狀，可以依照需求為圓形、方形或其他形狀，通孔之尺度則可視待處理物質尺度而加以變化，以達到最佳化處理程度。再者，如圖2所示，通孔22之軸向Y也可平行於音極10之軸向X；在圖4的實施例中，通孔22之軸向Y亦可與音極10軸向X相互形成一夾角α，該夾角α範圍介於10度至60度之間，以增加液體行經路徑及液體擾動效果。

如圖2所示，通孔音極10之該些通孔22係圍繞該第一表面23之外緣且形成4列通孔22(由外自內)，在此實施例中，該些通孔22皆為圓孔。然而在其他實施例(圖未示)中，該些通孔22形成複數列通孔22，該些列通孔22係獨立選自圓孔、方孔以及多邊形孔。換言之，每列通孔22可各自為圓孔、方孔以及多邊形孔。

如圖2所示，該些通孔22或孔洞41孔徑，可視不同需求設計介於0.05毫米至50毫米之間。且該些通孔22或孔洞41的深寬比值介於1至15之間，其中此處所言之深寬比係以通孔22或孔洞41的最深的深度與最大孔俓之比值。本揭露之通孔音極10另一進步之處為通孔22或孔洞41的構造增加了與外界接觸的表面積。對於在高頻率及高速運動下的通孔音極10變形所產生的熱效應，不論是使用在氣體環境或是液體環境皆有較佳的散熱效果，可有效降低通孔音極10的工作溫度，延長通孔音極10的使用壽命。本揭露另一進步之處為通孔音極10的重量減輕，在使用超音波功率放大裝置(ultrasonic power amplifier)，相對於先前技術的實心音極而言，因為質量負載減輕的因素，使得驅動通孔音極10變得比較容易，超音波功率放大裝置也比較不容易超過負荷而導致電路故障。本揭露通孔音極10之頸部30連接該第二表面24，且連接該輸入端40，其中該輸入端40的橫切面之面積可以小於或等於或大於該第一表面23的面積。即使在輸入端40的橫切面之面積小於或等於該第一表面23的面積，但是本揭露之輸出端20仍可維持高倍數的位移放大率。此外，輸出端20亦有增加工作面積的功效。另一進步之處，在於通孔22與輸出端20其他非通孔的區域之間有極其明顯數十萬倍地球重力加速度的慣性作用力差異，因而於通孔22內產生極大的剪力作用。在液體中使用時，可於通孔22產生噴射液體，增加液體的混合程度，有效增大液體處理範圍，增強混合、分散、乳化、攪拌等效果。此外，本揭露的另一特點是當通孔音極10輸出端20具有通孔22時，因輸出端20兩側的壓力相位差呈現180°，因而形成雙極子(dipole)聲場效應。此效應可有效減緩因為於通孔音極10之輸出端20之第一表面23因高壓聲場所造成的侵蝕(erosion)效應，大幅延長通孔音極10的使用壽命。而輸出端20所輸出的振動頻率可視不同需求，設計介於4 kHz至600 kHz之間，以供於高頻率高速運動下產生數十萬倍地球重力加速度的慣性力作用差異，而達到對於細胞壁破壞、液相混合、油水乳化、細胞剪切及物料攪拌的剪切或混合力量。

如圖5所示之超音波裝置100包含一換能器60、一升壓裝置50以及一通孔音極10’。該換能器60包含一壓電裝置61。壓電裝置61可將電振盪轉換成機械振盪。在其他實施例(圖未示)中，將電振盪轉換成機械振盪的換能器60可以為磁致伸縮類型。如圖5所示，換能器60被選定成在較低和較高的頻率範圍內。一般地，具有較高頻率的換能器60容許更緊密的設計。如圖5之實施例所示，該升壓裝置50為一凸緣結構51，該凸緣結構51包含一環形板52，其中複數個貫穿孔53設置於該環形板52。凸緣結構51除了可作為支撐使用且環形板52有貫穿孔53設計，以供脫落的附著物或是液體通過，以避免附著物沾黏於超音波裝置100。升壓裝置50主要係連接該換能器60並放大該壓電裝置61所產生之一振幅。

如圖5所示之實施例中，通孔音極10'的輸入端40'並無形成任何孔洞。通孔音極10'的輸出端20包含本體21以及複數個通孔22，其中該本體21包含一第一表面23以及相對於該第一表面23之該第二表面24，且該些通孔22穿透該本體21而開口於該第一表面23及該第二表面24，該輸出端20輸出該振幅。此外，頸部30間接連接該輸出端20之第二表面24以及該輸入端40'。在此實施例中，輸入端40'的橫切面之面積明顯小於該第一表面23的面積。儘管輸入端40'的橫切面之面積明顯小於該第一表面23的面積，但是本揭露之輸出端20仍可維持高倍數的位移放大率。其餘通孔音極10'的技術特徵幾乎與通孔音極10的上述技術特徵相似，在此不再贅述。以下的描述主要係針對各種超音波裝置100的組合工作方式。

如圖6所示，將具有不同通孔22大小的通孔音極A、B、C、D、E、F、G之超音波裝置串聯成一工作模組或系統1，將大尺度液體介質進行連續式的破壞、攪拌、乳化等，以達到充分破碎、均勻混合及細緻化乳化。通孔音極10的通孔22之孔徑大小排列方式可為由大到小的串聯組合，而其對應之振動頻率則可以是由低頻率至高頻率，使該工作模組為多種孔徑及多種頻率之組合，其中箭頭為液體介質的流向。

圖7顯示單一超音波裝置100的輸出端20之通孔22，以及環形板52之貫穿孔53。在此實施例中，通孔音極10輸出端20尺寸與管路內徑相當，通孔22可供脫落的附著物或是液體通過，而超音波裝置100之升壓裝置50包含一環形板52，該環形板52外徑尺寸與管路內徑相當。環形板52除了可作為支撐使用且環形板52有貫穿孔53的設計，以供脫落的附著物或是液體通過，以達到管徑內部附著物清除的目的。而在此另一種系統1'中，亦可只包含單一超音波裝置100。而圖8揭示另一種系統1"，其中超音波裝置100設置於垂直管路80中，而使流體充分地與超音波裝置100之音極10作用與處理。此外，系統1'''亦可參照圖9，將多組超音波裝置100及其音極10串聯組合後，再進行並聯組合以增加產能。

當本揭露通孔音極被用於連續式的高級乳化程序作業時，當通孔音極放置於管路中使用時，因為液體可以通過通孔，液體流動阻力可以大幅度減少，管徑可以不必放大，當液體通過通孔時可以被通孔音極等同以數百把利刃以極其高速運動的剪力(shear force)進行乳化作業，超音波能量可有效的作用在通過的液體，快速且有效地完成高級乳化程序。

對於應用於三維封閉空間的攪拌，例如：超臨界二氧化碳高壓環境的混合攪拌，可以將本揭露直接置放於反應槽體內的設計，則可以遠比從反應槽外側輸入超音波能量使用較少的耗電能量，同時使用本揭露斜通孔(通孔軸向Y非平行於音極軸向X。換言之，通孔軸向Y係與音極軸向X相互形成一夾角α)的設計，加大混合的範圍，可有效改善超臨界二氧化碳通過反應槽內的路徑，將超臨界二氧化碳與介質混合均勻，從而改善超臨界萃取的效率或超臨界反應。

另一應用例：

在動植物細胞破碎或是纖維素尺度微奈米化的應用方面，傳統的超音波音極因為工作區域小，僅多作為實驗室用。如果擬用於工廠，則需要多台設備，成本高且增加維護困惱，其製程放大的實用性較低。本揭露通孔音極，除了具有大工作面積，且可以利用水流在通過通孔音極的通孔時，利用高速剪切速度達到細胞破碎或是纖維素尺度斷裂的功能。由於水流可以通過通孔音極的通孔，此等通孔音極與周邊構造間隙可以縮小，讓設備輕巧，所佔空間小，容易安裝使用等功效。此一物理性細胞破碎殺菌方式，可以無須使用或是可以配合使用更少量對人體或生物體健康有害的化學物質，以達到殺菌或是藻類細胞破壞的功效。此一應用，不論是在封閉空間、半封閉空間或是開放空間皆可以有效的應用於動植物細胞的破碎或殺菌，例如：飲料、觀賞用魚缸、水族箱、水族館、養殖魚池、水塔、蓄水池、渠道、水庫、農田、游泳池、三溫暖池、溫泉池、水療池、池塘、河水、海水、植物萃取發酵的細胞前處理、自來水的前處理、飲用水的前處理、下水道污水的處理、污泥消化的前處理、污水廠放流水的前處理、作為生質能植物細胞前處理及纖維素微奈米化等。

另一應用例：

船運行於海洋或江河時，為了船上機器設備必要的冷卻，會利用進水管截取海洋或江河之水作為冷卻之用，然後再將其由出水管排放。這些進水管及出水管內壁極易受到海洋或江河中的浮游生物(例如：藻類、藤壺等)所依附，日積月累導致這些管徑內壁被堵塞，水流不暢，機器設備冷卻效果降低。這些依附在管徑內壁的藻類或藤壺附著力極強且極其堅硬，而需要定期將船上架或進船塢維修或切除更換，以維持機器設備一定的冷卻效果。然而將船上架或進船塢，除了暫停營運造成損失且維修金額所費不貲。使用本揭露可以將通孔音極深入管徑，因此無須將船上架或進船塢，且因為本揭露的特殊設計，在本揭露的輸出端周圍可有超過九倍以上的位移放大倍率，具有大位移及速度高的特徵，於維持在大工作面積的條件下，可有效去除管徑內壁的附著物。對於類似管壁淤積情形而需要清除的岸邊取放水管、海水淡化取放水管、送料管徑、污泥管路及液體輸送等管路內部附著物清除皆可適用，即便是輸尿管結石及血管阻塞，皆是可以應用的對象之一，由於是直接進入管徑內清除淤積，因此可以使用較少的能量，即可達到清除淤積的目的。對於僅是需要較小功率將多種不同試劑及試體混合的條件下，使用本揭露更是可輕易達成均勻混合的功能。對於開放式空間的船殼外側、箱網養殖之箱網或是取放海水之管路出入口之濾網所附著的藤壺去除，亦皆可以使用本揭露作為去除的工具。

本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上，然而本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，在不背離後附申請專利範圍所界定之本揭露精神和範圍內，本揭露之教示及揭示可作種種之替換及修飾。例如，上文揭示之許多裝置或結構可以不同之方法實施或以其它結構予以取代，或者採用上述二種方式之組合。

此外，本案之權利範圍並不侷限於上文揭示之特定實施例的製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，基於本揭露教示及揭示製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟，無論現在已存在或日後開發者，其與本案實施例揭示者係以實質相同的方式執行實質相同的功能，而達到實質相同的結果，亦可使用於本揭露。因此，以下之申請專利範圍係用以涵蓋用以此類製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。

1,1',1",1'''．．．系統

10,10'．．．通孔音極

20．．．輸出端

21．．．本體

22．．．通孔

23．．．第一表面

24．．．第二表面

30．．．頸部

40,40'．．．輸入端

41．．．孔洞

50．．．升壓裝置

51．．．凸緣結構

52．．．環形板

53．．．貫穿孔

60．．．換能器

61．．．壓電裝置

80．．．垂直管路

100．．．超音波裝置

圖1顯示一傳統超音波音極的示意圖；

圖2顯示根據本揭露一實施例之通孔音極的示意圖；

圖3顯示根據本揭露一實施例之通孔音極之獨立通孔的示意圖；

圖4顯示根據本揭露另一實施例之通孔音極之通孔的示意圖；

圖5顯示根據本揭露一實施例之超音波裝置之示意圖；

圖6顯示根據本揭露一實施例之由複數個具有不同通孔音極的超音波裝置所組成的系統之示意圖；

圖7顯示根據本揭露另一實施例之由單一超音波裝置所組成的系統之示意圖；

圖8顯示根據本揭露另一實施例之由單一超音波裝置與垂直管路所組成的系統之示意圖；以及

圖9顯示根據本揭露另一實施例之由複數個超音波裝置以串聯組合方式所組成的系統之示意圖。

10．．．通孔音極

20．．．輸出端

21．．．本體

22．．．通孔

23．．．第一表面

24．．．第二表面

30．．．頸部

40．．．輸入端

41．．．孔洞

Claims (23)

1. 一種通孔音極，包含：一輸出端，包含一本體以及複數個通孔，其中該本體包含一第一表面以及相對於該第一表面之第二表面，且該些通孔穿透該本體而開口於該第一表面及該第二表面；一頸部，連接該第二表面；以及一輸入端，連接該頸部，其中該輸入端的橫切面之面積小於或等於或大於該第一表面的面積。
2. 根據請求項1所述之通孔音極，其中該輸入端進一步包含複數個孔洞，該些孔洞之開口面向該第二表面。
3. 根據請求項2所述之通孔音極，其中該些孔洞或該些通孔係獨立選自圓孔、方孔以及多邊形孔。
4. 根據請求項1所述之通孔音極，其中該些通孔係圍繞該第一表面之外緣。
5. 根據請求項4所述之通孔音極，其中該些通孔形成複數列，且該些列通孔係獨立選自圓孔、方孔以及多邊形孔。
6. 根據請求項1所述之通孔音極，其中該些通孔之軸向係平行或與音極軸向相互形成一夾角。
7. 根據請求項1所述之通孔音極，其中該輸出端所輸出的振動頻率介於4 kHz至600 kHz之間。
8. 根據請求項1所述之通孔音極，其中該些通孔之孔徑介於0.05毫米至50毫米之間。
9. 根據請求項2所述之通孔音極，其中該些孔洞之孔徑介於0.05毫米至50毫米之間。
10. 根據請求項1所述之通孔音極，其中該些通孔的深寬比值介於1至15之間。
11. 根據請求項2所述之通孔音極，其中該些孔洞的深寬比值介於1至15之間。
12. 一種超音波裝置，包含：一換能器，包含一壓電裝置；一升壓裝置，連接該換能器，並放大該壓電裝置所產生之一振幅；以及一通孔音極，包含：一輸出端，包含一本體以及複數個通孔，其中該本體包含一第一表面以及相對於該第一表面之第二表面，且該些通孔穿透該本體而開口於該第一表面及該第二表面，該輸出端輸出該振幅；一頸部，連接該第二表面；及一輸入端，連接該頸部，其中該輸入端的橫切面之面積小於或等於或大於該第一表面的面積。
13. 根據請求項12所述之超音波裝置，其中該輸入端進一步包含複數個孔洞，該些孔洞之開口面向該第二表面。
14. 根據請求項13所述之超音波裝置，其中該些孔洞或該些通孔係獨立選自圓孔、方孔以及多邊形孔。
15. 根據請求項12所述之超音波裝置，其中該些通孔係圍繞該第一表面之外緣。
16. 根據請求項15所述之超音波裝置，其中該些通孔形成複數列，且該些列通孔係獨立選自圓孔、方孔以及多邊形孔。
17. 根據請求項12所述之超音波裝置，其中該些通孔之軸向係平行或與音極軸向相互形成一夾角。
18. 根據請求項12所述之超音波裝置，其中該輸出端所輸出的振動頻率介於4 kHz至600 kHz之間。
19. 根據請求項12所述之超音波裝置，其中該些通孔之孔徑介於0.05毫米至50毫米之間。
20. 根據請求項13所述之超音波裝置，其中該些孔洞之孔徑介於0.05毫米至50毫米之間。
21. 根據請求項12所述之超音波裝置，其中該些通孔的深寬比值介於1至15之間。
22. 根據請求項13所述之超音波裝置，其中該些孔洞的深寬比值介於1至15之間。
23. 根據請求項12所述之超音波裝置，其中該升壓裝置為一凸緣結構，該凸緣結構包含一環形板，其中複數個貫穿孔設置於該環形板。