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關(guān)于超聲波的實(shí)際應(yīng)用

閱讀：3595發(fā)布時(shí)間：2014-2-9

　　超聲應(yīng)用
　　
　　超聲效應(yīng)已廣泛用于實(shí)際，主要有如下幾方面：
　　
　　超聲檢驗(yàn)
　　
　　超聲波的波長(zhǎng)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(cè)厚、測(cè)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(duì)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(hào)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(duì)大規(guī)模集成電路進(jìn)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(hào)源激勵(lì)兩個(gè)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(shí)產(chǎn)生的衍射效應(yīng)而獲得物的重現(xiàn)像，通常用攝像機(jī)和電視機(jī)作實(shí)時(shí)觀察。
　　
　　超聲處理
　　
　　利用超聲的機(jī)械作用、空化作用、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，可進(jìn)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(jìn)化學(xué)反應(yīng)和進(jìn)行生物學(xué)研究等，在工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)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(yùn)過程，并在宏觀上表現(xiàn)出對(duì)聲波的吸收（見聲波）。通過物質(zhì)對(duì)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(zhǎng)遠(yuǎn)大于固體中的原子間距，在此條件下固體可當(dāng)作連續(xù)介質(zhì)。但對(duì)頻率在1012赫以上的特超聲波，波長(zhǎng)可與固體中的原子間距相比擬，此時(shí)必須把固體當(dāng)作是具有空間周期性的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。點(diǎn)陣振動(dòng)的能量是量子化的，稱為聲子（見固體物理學(xué)）。特超聲對(duì)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(zhǔn)粒子的相互作用。對(duì)固體中特超聲的產(chǎn)生、檢測(cè)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(jī)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(dāng)聲波的頻率低于20Hz時(shí)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(jī)械振動(dòng)狀態(tài)（或能量）的傳播形式。所謂振動(dòng)是指物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近進(jìn)行的往返運(yùn)動(dòng)。譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動(dòng)，這種振動(dòng)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(dòng)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(shí)將超聲波能量作用于人體病變部位，以達(dá)到治療疾患和促進(jìn)機(jī)體康復(fù)的目的。
　　
　　在，超聲波廣泛運(yùn)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(jī)屬于超聲波治療學(xué)的運(yùn)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。
　　
　?。ǘ┥飳W(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。
　　
　?。ㄋ模┲委煂W(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(duì)特定頻率的超聲非常敏感，針對(duì)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(duì)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(chǎng)作用下的除油過程，稱為超聲波除油。引入超聲波可以強(qiáng)化除油過程、縮短除油時(shí)間、提高除油質(zhì)量、降低化學(xué)藥品的消耗量。尤其對(duì)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(fèi)時(shí)的手工勞動(dòng)，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(yàn)確定。超聲波除油所用的頻率一般為30kHz左右。零件小時(shí)，采用高一些的頻率；零件大時(shí)，采用較低的頻率。超聲波是直線傳播的，難以達(dá)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(dòng)，以使其表面上各個(gè)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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