超聲波簡介
我們將頻率高於20KHz的聲波稱為超聲波。超聲波具有良好的方向性和穿透能力,尤其是在水中,傳播距離更長。無論是在軍事,農業還是生活中,它都有廣泛的應用。它可用於測量速度,距離,消毒,滅菌,清潔,焊接等。
人耳可以聽到的超聲波的頻率範圍約為20Hz-20KHz。超聲波的頻率大於人類聽力的上限,因此被稱為「超聲波」。
超聲波具有像普通聲波一樣的反射,折射,衍射和散射特性,但超聲波的波長相對較短,有些波長只有幾釐米,低至千分之一毫米。波長越短,聲波的衍射特性越差,並且它可以在介質中沿直線穩定地傳播。因此,波長較短的超聲波具有很強的直線傳播能力。眾所周知,當聲音在空氣中傳播時,它將推動空氣中的粒子振動而起作用,而聲波功率的大小表明了聲波的工作速度。在相同的環境下,聲波的頻率越高,功率越大。超聲波的頻率大於20KHz,因此超聲波的功率較高。
超聲具有兩個主要參數:
頻率:OF≥20000Hz(通常F≥15000Hz的聲波也稱為超聲);
功率密度:p =發射功率(W)/發射面積(cm2);通常p≥0.3w/ cm。
超聲波具有以下特點:
(1)超聲波具有在氣體,液體,固體和其他介質中有效傳播的能力。
(2)超聲具有很強的能量傳輸能力。
(3)超聲波具有反射特性,還會產生幹涉,疊加和共振現象。
(4)當超聲波在液體介質中傳播時,在界面處會發生氣蝕和強烈衝擊。
2超聲波使用
超聲在生活的許多方面都有應用,主要在以下領域:
1)醫療方面
在醫學上,超聲主要用於醫學診斷和臨床治療。在醫學診斷中,超聲的主要應用是B超檢查。因為超聲波具有反射和折射的特性,所以如果將超聲波傳輸到人體中,它們就會在人體內部反射,並且體內的形狀和大小也不同。因此,反射的聲波方向和強度信息也不同。通過分析反射的聲波,結合一些醫學專業知識,您可以知道人體某些部位是否有病變。
在臨床治療中,超聲主要用於殺死腫瘤細胞和超聲針灸。我們知道超聲波具有強大的功能。使用醫學成像技術,將多束超聲波聚焦在患病細胞上,以控制照射的強度和時間。短時間內溫度將達到70100℃,在保護周圍組織的同時殺死患病細胞。
超聲針灸是利用超聲技術刺激穴位。這種治療對組織沒有損害,並且具有無痛和不相容的優點。在治療兒童或某些害怕針灸的患者時,它具有良好的療效。此外,超聲波通常用於碎石術,物理治療,牙科等領域。
2)超聲波清洗
超聲波清洗主要基於空化作用。通常,在有壓力而無壓力的情況下,每秒發生數萬次空化。超聲波無壓力地連續通過液體。這時,真空核氣泡團會出現在液體內部。在有壓力的情況下,真空核氣泡組會在壓力下產生強大的衝擊力,因此可以清除物體表面的汙垢,從而完成清潔工作。一些表面不平整或難以清潔的極小的設備,例如手錶,電子元件,電路板等,可以達到良好的清潔效果。並且隨著超聲波頻率的增加,氣蝕的效果會減弱,因此超聲波清洗效果非常好,而且不會損害設備的表面。
3)超聲波測距
由於超聲波的波長相對較短,因此具有良好的方向性和穿透能力,能量消耗相對較慢,並且在介質中的傳播距離較長。而且,超聲波測距的原理比較簡單,比其他測距方法更方便易操作,計算相對簡單,測量精度也可以滿足要求。因此,它被廣泛用於某些移動機器人或百葉窗系統中。