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技術(shù)文章

關(guān)于超聲波的實際應(yīng)用

發(fā)布時間:2014-2-9

  超聲應(yīng)用
  
  超聲效應(yīng)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(zhì),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(shù)。超聲成像是利用超聲波呈現(xiàn)不透明物內(nèi)部形象的技術(shù)。把從換能器發(fā)出的超聲波經(jīng)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(jīng)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(tǒng)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(shù)已在醫(yī)療檢查方面獲得普遍應(yīng)用,在微電子器件制造業(yè)中用來對大規(guī)模集成電路進行檢查,在材料科學(xué)中用來顯示合金中不同組分的區(qū)域和晶粒間界等。聲全息術(shù)是利用超聲波的干涉原理記錄和重現(xiàn)不透明物的立體圖像的聲成像技術(shù),其原理與光波的全息術(shù)基本相同,只是記錄手段不同而已(見全息術(shù))。
  
  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(fā)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(chǎn)生的衍射效應(yīng)而獲得物的重現(xiàn)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(yīng)和化學(xué)效應(yīng),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(xué)反應(yīng)和進行生物學(xué)研究等,在工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個部門獲得了廣泛應(yīng)用。
  
  基礎(chǔ)研究
  
  超聲波作用于介質(zhì)后,在介質(zhì)中產(chǎn)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(xiàn)出對聲波的吸收(見聲波)。通過物質(zhì)對超聲的吸收規(guī)律可探索物質(zhì)的特性和結(jié)構(gòu),這方面的研究構(gòu)成了分子聲學(xué)這一聲學(xué)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(xù)介質(zhì)。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(jié)構(gòu)。點陣振動的能量是量子化的,稱為聲子(見固體物理學(xué))。特超聲對固體的作用可歸結(jié)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(chǎn)生、檢測和傳播規(guī)律的研究,以及量子液體——液態(tài)氦中聲現(xiàn)象的研究構(gòu)成了近代聲學(xué)的新領(lǐng)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(tài)(或能量)的傳播形式。所謂振動是指物質(zhì)的質(zhì)點在其平衡位置附近進行的往返運動。譬如,鼓面經(jīng)敲擊后,它就上下振動,這種振動狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)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(huán)境下無法聽到和感受到的聲波。
  
  超聲波治療的概念:
  
  超聲治療學(xué)是超聲醫(yī)學(xué)的重要組成部分。超聲治療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(fù)的目的。
  
  在,超聲波廣泛運用于診斷學(xué)、治療學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。賽福瑞家用超聲治療機屬于超聲波治療學(xué)的運用范疇。
  
 ?。ㄒ唬┕こ虒W(xué)方面的應(yīng)用:水下定位與通訊、地下資源勘查等。
  
  (二)生物學(xué)方面的應(yīng)用:剪切大分子、生物工程及處理種子等。
  
 ?。ㄈ┰\斷學(xué)方面的應(yīng)用:A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等。
  
  (四)治療學(xué)方面的應(yīng)用:理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等。
  
  超聲除螨
  
  科研人員發(fā)現(xiàn),螨蟲的聽覺神經(jīng)系統(tǒng)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(fā)出了超聲波除螨儀。這種新型的除螨產(chǎn)品采用現(xiàn)代微電子技術(shù)手段,直接用特殊頻率的超聲作用于螨蟲的聽覺神經(jīng)系統(tǒng),使其生理系統(tǒng)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(chǎn)品不用添加任何化學(xué)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(chǎn)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(zhì)量、降低化學(xué)藥品的消耗量。尤其對復(fù)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(zhì)、溶液成分、零件的放置位置等有關(guān),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(yīng)該使零件在除油槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)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(yīng)的化學(xué)除油和電化學(xué)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。

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