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超声波传感器的结构 什么是超声波?按结构的不同分为哪几类?有什么特性?

火烧 2023-03-11 00:00:06 1114
什么是超声波?按结构的不同分为哪几类?有什么特性? 什么是超声波?按结构的不同分为哪几类?有什么特性?超声波探头是实现机械能和电能相互转换的一种换能元器件。按其不同的结构可分为直探头、斜探头、双探头和

什么是超声波?按结构的不同分为哪几类?有什么特性?  

什么是超声波?按结构的不同分为哪几类?有什么特性?

超声波探头是实现机械能和电能相互转换的一种换能元器件。按其不同的结构可分为直探头、斜探头、双探头和聚焦探头等。超声波有反射、 折射 和 直线传播以及衰减 的特性。

超声波传感器的结构 什么是超声波?按结构的不同分为哪几类?有什么特性?

超声波有什么特性?

无损检测技术的基础是物质的各种物理性质或它们的组合以及与物质相互作用的物理现象。迄今为止,包括在工业领域已获得实际应用的和已在实验室阶段获得成功的无损检测方法已达五、六十种甚至更多,随着工业生产与科学技术的发展,还将会出现更多的无损检测方法与种类。 本书仅能就几个主要方面作简单扼要的介绍。除了对于工业上已经广泛应用的五大常规无损检测技术(超声波检测、磁粉检测、涡流检测、渗透检测和射线照相检测)给予一定的工艺介绍外,对其他方法仅作概念性介绍. 若需对其中某项方法作深入了解时,应查阅相应方法的专业技术介绍资料。 §2.1 利用声学特性的无损检测技术 §2.1.1 超声波检测技术 什么是超声波? 声波是指人耳能感受到的一种纵波,其频率范围为16Hz~2KHz。当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波,高于2KHz则称为超声波。一般把频率在2KHz到25MHz范围的声波叫做超声波。它是由机械振动源在弹性介质中激发的一种机械振动波,其实质是以应力波的形式传递振动能量,其必要条件是要有振动源和能传递机械振动的弹性介质(实际上包括了几乎所有的气体、液体和固体),它能透入物体内部并可以在物体中传播。利用超声波在物体中的多种传播特性,例如反射与折射、衍射与散射、衰减、谐振以及声速等的变化,可以测知许多物体的尺寸、表面与内部缺陷、组织变化等等,因此是应用最广泛的一种重要的无损检测技术--超声检测技术。例如用于医疗上的超声诊断(如B超)、海洋学中的声纳、鱼群探测、海底形貌探测、海洋测深、地质构造探测、工业材料及制品上的缺陷探测、硬度测量、测厚、显微组织评价、混凝土构件检测、陶瓷土坯的湿度测定、气体介质特性分析、密度测定……等等。 超声波具有如下特性: 1)超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。 2)超声波可传递很强的能量。 3)超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。 4)超声波在液体介质中传播时,达到一定程度的声功率就可在液体中的物体界面上产生强烈的冲击(基于“空化现象”)--从而引出了“功率超声应用“技术--例如“超声波清洗”、“超声波钻孔”、“超声波去毛刺”(统称“超声波加工”)等。 5)利用强功率超声波的振动作用,还可用于例如塑料等材料的“超声波焊接”。 工业无损检测技术中应用的超声波检测(Ultrasonic Testing,简称UT)是无损检测技术中发展最快、应用最广泛的无损检测技术,占有非常重要的地位。 在超声波检测技术中用以产生和接收超声波的方法最主要利用的是某些晶体的压电效应,即压电晶体(例如石英晶体、钛酸钡及锆钛酸铅等压电陶瓷)在外力作用下发生变形时,将有电极化现象产生,即其电荷分布将发生变化(正压电效应),反之,当向压电晶体施加电荷时,压电晶体将会发生应变,亦即弹性变形(逆压电效应)。因此,利用压电晶体制成超声波换能器(探头),对其输入高频电脉冲,则探头将以相同频率产生超声波发射到被检物体中去,在接收超声波时,探头则产生相同频率的高频电信号用于检测显示。

穿透力强,可以用超声波测距离,就是我们所说的声纳,还有超声波的破碎力强,可以用来碎石,就是结石.
下面在详细介绍下:
超声波的基本特性
频率在2kHz以上的声波称之为超声波,由于频率f升高,波长λ变短使得超声波比普通声波具有特殊性,即近似于光的某些特征。如束射性,由一种媒质进人另一种媒质发生折射、反射等。同时有很强的被吸收性与衰减性,带有很强的能量。

铣床按照结构的不同分为哪几类?

按结构分
(1)台式铣床:小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。
(2)悬臂式铣床:铣头装在悬臂上的铣床,床身水平布置,悬臂一般可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动,铣头沿悬臂导轨移动。
(3)滑枕式铣床
(4)龙门式铣床:床身水平布置,其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上,可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动,工作台可沿床身导轨纵向移动,用于大件加工。
(5)平面铣床
(6)仿形铣床:对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状工件。
(7)升降台铣床:具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床,通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。
立式炮塔铣床正面
(8)摇臂铣床
(9)床身式铣床
(10)专用铣床:例如工具铣床:用于铣削工具模具的铣床,加工精度高,加工形状复杂。

超声波有什么特性和性能?

超声波波长很短平率高,能力很强,不容易散发,穿透力强,人耳一般感觉不到。

超声波和次声波有什么特性?初中知识!

次声波是频率低于20赫兹的声波。一般来说,人耳所能接受的声波在20—20000赫兹之间,声波频率高于20000赫兹的,称为超声波;低于20赫兹的约则为次声波。次声波与超声波一样都看不见、听不到、摸不着,但次声波频率低、波长长,所以传播距离很远。次声波的另一个重要特性是有较强的穿透能力,既能穿透空气、海水、土壤,也能穿透飞机机体、舰艇壳件、坦克车体,以及坚固的钢筋混凝土构体。例如频率为3.44赫兹的次声波,其波长100米,能穿透建筑物的坚固墙壁,当然,对于人体来说更是不在话下。
据报道,次声波亡人的事件还真有不少。1980年,一艘名叫“马尔波罗”的帆船在由新西兰驶往英国的途中突然神秘地失踪;20年后,却在火地岛附近被人发现。船上的一切都原封不动、完好如初。就连已死多年的船员也都各就各位,保持着工作状态。科学家对他们的神秘死亡引起了极大的关注,经过长期研究,终于发现,原来他们正是死于海上风暴产生的次声。
1992年11月24日,桂林上空发生了一起空难,141人死亡,成为中国民航史上最惨烈的飞机失事事件。当事件的原因经多方解释而未肯定之时,中国声学研究所的专家,提出了存在着因“次声波”的作用而致使飞机坠毁的可能性。桂林属半丘陵地带,气团依山势走向而上下浮动,引起气流震动,会产生一种“山背波”的次声波,当飞机遇到这种危害极大的由次声波引起的晴空湍流时,如同落入一个风旋涡中,在挤压力、冲力等多种强劲外力的作用下,将造成飞机失控、产生机毁人亡的恶果。最近研究结果表明,次声波对飞机的影响还有一种“生物效应”。该理论认为,当次声波的频率接近人体频率时,就有可能产生“共振”,飞机驾驶员无法承受这种强烈的效应,就有致命的危险。也就是说,此次空难的凶手很可能就是这种次声波。
那么,次声波为何会造成人员不流血却出现严重伤亡的现象呢?科学研究表明:人体的内脏,有其固有的振动频率,而这种频率也在0.01—20赫兹之间,也就是说,它和次声波的频率相似。这样一来,当外来的次声波不管是自然形成的,还是人为制造的,一旦它的振动频率与人体内脏的振动频率相同或接近时,就会引起各种脏器的共振,这一共振便会使人烦躁、耳鸣、头痛、失眠、恶心、视觉模糊、吞咽困难、肝胃功能失调紊乱;严重时,还会使人四肢麻木、胸部有压迫感。特别是与人的腹腔、胸腔和颅腔的固有振动频率一致时,就会与内脏、大脑等产生共振,甚至危及性命。
次声波这些神奇的功能:无声无息地传播,波长不易衰减,且易与自然界的次声波混在一起,难以被人察觉等特点,早就引起军事专家的高度注意。一些国家正在是利用次声波的性质进行次声波武器的研制。初步选定利用次声波进行作战的方向是次声波发生器和次声波炸弹

什么是砌体结构?砌体结构按所采用的材料的不同分为哪几类?

用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构,又称砖石结构。
它包括砖结构、石结构和其它材料的砌块结构。按照配筋数量多少砌体结构分为无筋砌体结构、约束砌体结构和配筋砌体结构。

超声波有什么特性?(帮帮忙,考试要考~~~~~~~~~)

穿透力强,可以用超声波测距离,就是我们所说的声纳,还有超声波的破碎力强,可以用来碎石,就是结石.
下面在详细介绍下:
超声波的基本特性
频率在2kHz以上的声波称之为超声波,由于频率f升高,波长λ变短使得超声波比普通声波具有特殊性,即近似于光的某些特征。如束射性,由一种媒质进人另一种媒质发生折射、反射等。同时有很强的被吸收性与衰减性,带有很强的能量。本节简要介绍超声波的几个主要特征。
【超声波的束射性】
人耳可感受的声音是无指向性的球面波,即以声源为中心呈球面向四周扩散周围均能听到声音。由于超声波频率很高,所以方向性就相对要强,方向性即柬射性。当超声波发生体压电晶体的直径尺寸远大于超声波波长时,则晶体所产生的超声波就类似于光的特性,如图1一1一1所示。
紧靠晶体辐射板的一段叫近场区,接近于圆柱状;离晶本辐射较远的部分,超声波以一定的角度扩散,叫远场区。若压晶体圆片的直径为D,超声波在该介中的波长为λ,则近区的长度为:
D2-λ2 D2
N= ———— ≈ —— (D》λ)
4λ 4λ
由上式看出,压电晶体片直径愈大或频率越高,即波长λ愈短,则近场区的长度愈长,此超声波场的束射性就愈好。
声学工作者用光衍射法,对医用超声波换能器的声场显示做了深入、生动的研究。
就是这个研究成果的一组照片,它对我们深入而又形象地理解超声波的束射性,超声波的聚焦性,都有很大的帮助。图1-2是这种是这种光衍射法的实验光路图。图中的He——Ne激光器的波长为6328A(埃),O为一组组合透镜,它将光束镜发出的扩散光束变为平行光束。最后在相屏上得到的是一个超声波声束的倒立的实相。图1-3图1-6的一组照片,就是从这个相屏上拍摄而成的。整个实验均在暗室中进行。图1-5所示的这张未聚焦的单片换能器的全景超声波束照片,是我们超声波治疗机所发出的超声波声束的生动、形象的显示,是值得我们深入研究和理解的。
理解了超声波的束射性,对超声波治疗有重要的意义。由于超声波具有很强的束射性,在超声波治疗时,要注意使用声头辐面垂直,对准治疗部位。以由于超声波声头辐射出的超声波场中心处最强,愈向外侧愈弱,所以,在超声波治疗操作时,一般都要以一定的速度,在治疗部位做小圆周或其它形式的移动,以使治疗部位得到的超声波剂量基本均匀,从而保证治疗效果的良好。
【超声波的透射、反射、折射与聚集】
由于超声波的频率较高,所以超声波在定向传播时,在两种不同媒质的分界面上,会出现类似于光线一样的透射、反射和折射现象。
光线的透射、反射与折射现象是常见的。例如,我们在一个黑暗的环境里将一束光线投身到一个盛满水的透明玻璃烧杯里,我们将十分清楚地看到光线在水面上产生的透射、反射与折射现象。我们采用图1一2所示的光衍射法,也可以清楚地看到超声波声束的反射、透射与折射现象。见图1一7。
光的聚集现象是常见的。如果我们手边在一个放大镜,在强烈的阳光下,太阳光经过放大镜的聚集到一点,就会将这一点上的纸或者香烟等物点燃。许多人都亲身做过这个实验。
超声波的聚集现象和光线的聚集现象是一样的。利用超声波聚集装置可以将超声波束会聚到一点,从而将超声波的声强提高几倍甚至几千倍,利用这样巨大的声强可以做许多很有意义的工作。例如:超声波切割、超声波钻孔、超声波打磨等。
【超声波的吸收与衰减】
声波在各种媒质中传播时,由于媒质要吸收掉它的一部分能量,所以,随着传播路程的增加,声波的强度会逐渐减弱。
在一个广场上,一个民族弦乐正在为广大群众作街头演出,许多人闻讯前去观看和欣赏那动听的音乐。当你从远处走近这个乐队时,首先听到的是那音调低沉的鼓声,随着你慢慢走近乐队,你就逐渐听到了锁呐声、笛声、二胡声等;当你最后走到乐队周围时,你才听到了那音调很高的清脆的铃声。
这个例子,很生动地说明了各种不同频率的声波,在空气中传播时被吸收的程度是不同的。频率越高的声波,空气对它的吸收越强,所以它传播的距离较短。例如上述乐队中音调很高的铃声;因其频率很高,空气对它的吸收作用很强,所以传不远。反之,对频率越低的声波,空气对它的吸收较少,因此,它传播的距离较长。上述乐队中音调低沉的大鼓声音传得很远,正是由于它的频率很低的缘故。
声波在媒质中传播时,被吸收而衰减的另一个特点是对于同一个声波,当它在围体、液体或气体,以及各种不同物质中传播时,它被吸收的程度也是不同的。对于一个频率固定的声波,在气体中传播时,它被吸收的最厉害;在液体中传播时,它吸收的较少;而在固体中传播时,则被吸收的最少。所以,声波在空气中传播的最短,在水中则可传播的远一些,而在金属中则能传播得很远。
以上关于声波吸收的两个特性,无论对可听声,或是对超声波,都是适用的。对于超声波来讲,由于它的频率很高,所发,它在空气中传播时,被吸特别厉害。据科学家们的实验,频率为100亿Hz的超声波,在它离开声源的一刹那间,马上会被空气全部吸收掉。在超声波治疗的临床应用中,对于超声波的吸收特性,必须予以足够的重视。这一点,在下面的有关章节中,将要详细谈到。
【超声波的巨大能量】
超声波之所以在工业、国防和医疗等方面发挥着独特而又巨大的作用,还有一个原因是由于超声波比一般可听声有着强大的功率。根据声学工作者的实验测定,一般的讲话声音的能量是很小的。假设我们想用普通说话的能量来烧开一壶水,那么,必须动员700多万人,连续大声喊叫12个小时才行。超声波具有的能量,要比一般可听声大的多。根据有关声学实验测定,频率为100万赫兹的超声波的能量,要比同幅度的频率为1000赫兹的可听声能量大100万倍。所以说,拥有巨大的能量,是超声波的一个重要特点。超声波的许多应用,也都是利用它的这一特点进行工作的。为什么超声波拥有这么强大的功率呢?这是由于声波到达某一物质中时,由于声波的振动作用,使物质中的分子随便之一起振动,两者振动的频率是一致的。物质分子振动的频率,决定了该物质分子振动的速度,频率越高,速度越大。我们知道,一个运动物体所具有的动能E与其质量M和运动速度有下列关系:
E=Mv2
即,运动物体的动能与其质量成正比,与其速度的平方也成正比。
由于超声波的频率很高,它使所进入的物质分子运动速度,也随之变的很高。根据上式可知,这样高的运动速度,使该物质分子具有很大的动能,这就是超声波拥有巨大能量的缘故。
【超声波的声压特性】
所谓“声压”指的是由于声波的振动而使声场中的物体受到附加压力的强度,单位为公斤/平方厘米,一般可听声的声压非常微小,其数值约为 0.000001公斤/平方厘米~0.000002公斤/平方厘米。这公微小的声压,一般是不引起人们的注意的。但是,超声波的声压,一般是很大的。例如,在水中通过一般强度的超声波时,因超声波而产生的附加压力,可以达到好几个大气压。超声波之所以能够产生这样强的声压,可以达到好几个大气压,其根本原
因仍然是由于超声波的频率很高,所以振动时,使高密度分子间的伸拉很快以致使其间形成瞬时的真空与压缩高密度区,产生巨大的压力差。当它的振幅达到一定程度时,超声波拥有的能量十分巨大。
当超声波束通过液体时,由于巨大的超声波声压作用,可以在液体中出现"空化现象"。这种现象所产生的瞬时压力,可以高达几千个,甚至上万个大气压!这么巨大的瞬时压力,使超声波的应用,在许多方面显示出它独特的巨大作用。现在已被普遍应用的超声波清洗,超声波乳化等,都是超声波空化现象的具体运用。
超声波的空化现象是怎样产生的呢?让我们通过观察一个声学实验,来了解空化现象产生的奥妙。
如图1一8所示,在一个盛满水的玻璃容器中,放大一个超声波发生器的声头。
在超声波机末工作之前,该容器中的液体分子受到的只是大气压的压力,液体的分子都很稳定,没有什么变化。当超声波机开始工作后,一般强大的超声波束穿过了整个液体内部。我们知道,当声波通往某种物质时,由于声振动现象,这种压缩和稀疏相互交替的作用,使该物质分子受到的压力产生了变化。例如当超声波振动使水分子压缩时,水分子所受到压力将是大气压加上水分子被压缩时受到的压力,这个变化的压力就是前面我们所谈到的"声压"。当这个巨大的声压使水分子团压缩时,好象水分子团受到了来自四面八方的巨大压力(参看图1一8A)当超声波振动使水分子稀疏时,水分子又受到了向四面八方散开的拉力(参看图1一 8B)。对于一般的液体,它能经受得住声压的巨大压力作用,所以在受到压缩力时,水分子团不会发生反常的现象。但是当水分子团受到稀疏作用而受到四面八方的拉力时,它们就支持不住了。在拉力集中的地分,水分子团就会断裂开来,这种断裂作用,最容易发生在存有杂质和气泡的地方,因为这些地方水的强度特别低,根本经不住几倍于大气压力的巨大的拉力作用而发生断裂。这种断裂的结果,使水中会产生许多气泡状的小空腔,这种空腔存在的时间很短,一瞬间,就会闭合起来。小空腔闭合的时侯,会产生巨大的瞬时压力,一般的可高达几千个,甚至上万个大气压。这种巨大的瞬时压力,可以使悬浮在水中的固体表面受到急剧的破坏,超声波的绝妙的清洗作用、乳化作用以及超声波治疗中利用超声波来击碎脑血栓和胆结石块等,都是运用了超声波的这种巨大的瞬时压力。这种由于超声波在液体中的声压,而使液体分子团破裂而产生无数气体小空腔,由于这些小空腔闭合而产生的瞬时压力的现象,称之为超声波的空化现象。超声波的空化现象,也是超声波的重要特性之一。

什么是超声波?超声波分类及应用

超声波技术是一门以物理、电子、机械及材料学为基础的通用技术之一。超声波技术是通过超声波产生、传播及接收的物理过程而完成的。超声波具有聚束、定向及反射、透射等特性。
超声波的应用
超声波测液位
超声波液位计按超声振动幅射大小不同大致可分为:
1、用超声波使物体或物性变化的功率应用称功率超声,例如:在液体中发生足够大的能量,产生空化作用,能用于清洗、乳化。
2、用超声波得到若干信息,获得通信应用,称检测超声,例如:用超声波在介质中的脉冲反射对物体进行厚度测试称超声测厚。
超声波测厚及应用
在工业领域中超声波测厚是一门成熟的高新技术,它的最大优点是检测安全、可靠及精度高,而且它可以巡回在运行状态进行检测。超声测厚仪按工作原理分:有共振法、干涉法及脉冲反射法等几种。由于脉冲反射法并不涉及共振机理,与被测物表面的光洁度关系不密切,所以超声波脉冲法测厚仪是最受用户欢迎的一种仪表。 超声波测厚仪主要有主机和探头两部分组成。主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分,由发射电路产生的高压冲击波激励探头,产生超声发射脉冲波,脉冲波经介质介面反射后被接收电路接收,通过单片机计数处理后,经液晶显示器显示厚度数值,它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通过试样的时间的一半而得到试样的厚度。

  
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