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關于超聲波的實際應用
點擊次數:254 發布時間:2014-11-25
超聲應用
超聲效應已廣泛用于實際,主要有如下幾方面:
超聲檢驗
超聲波的波長比一般聲波要短,具有較好的方向性,而且能透過不透明物質,這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術。超聲成像是利用超聲波呈現不透明物內部形象的技術。把從換能器發出的超聲波經聲透鏡聚焦在不透明試樣上,從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息(如對聲波的反射、吸收和散射的能力),經聲透鏡匯聚在壓電接收器上,所得電信號輸入放大器,利用掃描系統可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。
上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術已在醫療檢查方面獲得普遍應用,在微電子器件制造業中用來對大規模集成電路進行檢查,在材料科學中用來顯示合金中不同組分的區域和晶粒間界等。聲全息術是利用超聲波的干涉原理記錄和重現不透明物的立體圖像的聲成像技術,其原理與光波的全息術基本相同,只是記錄手段不同而已(見全息術)。
用同一超聲信號源激勵兩個放置在液體中的換能器,它們分別發射兩束相干的超聲波:一束透過被研究的物體后成為物波,另一束作為參考波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖,用激光束照射聲全息圖,利用激光在聲全息圖上反射時產生的衍射效應而獲得物的重現像,通常用攝像機和電視機作實時觀察。
超聲處理
利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應,可進行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等,在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛應用。
基礎研究
超聲波作用于介質后,在介質中產生聲弛豫過程,聲弛豫過程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運過程,并在宏觀上表現出對聲波的吸收(見聲波)。通過物質對超聲的吸收規律可探索物質的特性和結構,這方面的研究構成了分子聲學這一聲學分支。普通聲波的波長遠大于固體中的原子間距,在此條件下固體可當作連續介質。但對頻率在1012赫以上的特超聲波,波長可與固體中的原子間距相比擬,此時必須把固體當作是具有空間周期性的點陣結構。點陣振動的能量是量子化的,稱為聲子(見固體物理學)。特超聲對固體的作用可歸結為特超聲與熱聲子、電子、光子和各種準粒子的相互作用。對固體中特超聲的產生、檢測和傳播規律的研究,以及量子液體——液態氦中聲現象的研究構成了近代聲學的新領域。
聲波是屬于聲音的類別之一,屬于機械波,聲波是指人耳能感受到的一種縱波,其頻率范圍為16Hz-20KHz。當聲波的頻率低于20Hz時就叫做次聲波,高于20KHz則稱為超聲波聲波。
超聲波是聲波大家族中的一員。
聲波是物體機械振動狀態(或能量)的傳播形式。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動。譬如,鼓面經敲擊后,它就上下振動,這種振動狀態通過空氣媒質向四面八方傳播,這便是聲波。
超聲波是指振動頻率大于20KHz以上的,人在自然環境下無法聽到和感受到的聲波。
*的概念:
*學是超聲醫學的重要組成部分。*時將超聲波能量作用于人體病變部位,以達到治療疾患和促進機體康復的目的。
在,超聲波廣泛運用于診斷學、治療學、工程學、生物學等領域。賽福瑞家用超聲*屬于*學的運用范疇。
(一)工程學方面的應用:水下定位與通訊、地下資源勘查等。
(二)生物學方面的應用:剪切大分子、生物工程及處理種子等。
(三)診斷學方面的應用:A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等。
(四)治療學方面的應用:理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等。
超聲除螨
科研人員發現,螨蟲的聽覺神經系統很脆弱,對特定頻率的超聲非常敏感,針對螨蟲的這種生理特性,目前已有科技公司的研究人員開發出了超聲波除螨儀。這種新型的除螨產品采用現代微電子技術手段,直接用特殊頻率的超聲作用于螨蟲的聽覺神經系統,使其生理系統紊亂,煩躁不安,食欲不振,zui終奄奄一息逐漸死亡。采用這種原理的除螨產品不用添加任何化學藥劑,無毒無二次污染,對人體和家中寵物都沒有傷害,是目前比較理想的除螨產品。
超聲除油
將黏附有油污的制件放在除油液中,并使除油過程處于一定頻率的超聲波場作用下的除油過程,稱為超聲波除油。引入超聲波可以強化除油過程、縮短除油時間、提高除油質量、降低化學藥品的消耗量。尤其對復雜外形零件、小型精密零件、表面有難除污物的零件及絕緣材料制成的零件有顯著的除油效果,可以省去費時的手工勞動,防止零件的損傷。
超聲波除油的效果與零件的形狀、尺寸、表面油污性質、溶液成分、零件的放置位置等有關,因此,*的超聲波除油工藝要通過試驗確定。超聲波除油所用的頻率一般為30kHz左右。零件小時,采用高一些的頻率;零件大時,采用較低的頻率。超聲波是直線傳播的,難以達到被遮蔽的部分,因此應該使零件在除油槽內旋轉或翻動,以使其表面上各個部位都能得到超聲波的輻照,受到較好的除油效果。另外超聲波除油溶液的濃度和溫度要比相應的化學除油和電化學除油低,以免影響超聲波的傳播,也可減少金屬材料表面的腐蝕。