超声波是怎样产生的?
声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。 超声波是指振动频率大于20000Hz以上的,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的上限(20000Hz),人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械振动,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同点是超声频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性,目前腹部超声成象所用的频率范围在 2∽5兆Hz之间,常用为3∽3.5兆Hz(每秒振动1次为1Hz,1兆Hz=10^6Hz,即每秒振动100万次,可闻波的频率在16-20,000HZ 之间)。超声波是声波大家族中的一员。
声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。
超声波是指振动频率大于20KHz以上的,人在自然环境下无法听到和感受到的声波。
频率高于人的听觉上限(约为20000赫)的声波,称为超声波,或称为超声。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性——超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,这一特性就越显著。功率特性——当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用——当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,起到了很好的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,并且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
频率高于2×104赫的声波。研究超声波的产生、传播、接收,以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。产生超声波的装置有机械型超声发生器(例如气哨、汽笛和液哨等)、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。
超声测速仪基本原理
根据声学多普勒效应,当向移动物体发射频率为F的连续超声波时,被移动物体反射的超声波频率为f,f与F服从多普勒关系。如果超声发射方向和移动物体的夹角已知,就可以通过多普勒关系的v,f,F,c表达式得出物体移动速度v。超声波测速适合作流动物质中含有较多杂质的流体的流速测量,超声多谱勒法只是其中一种 ,还有频差法和时差法等等。扩展资料:测量方法1、对于移动物体的速度测量多采用超声多普勒法。2、时差法测量沿流体流动的正反两个不同方向发射的超声播到达接收端的时差。需要突出解决的难题是这种情况下,由于声速参加运算,而声速受温度的影响变化较大,所以不适合用在工业环境下等温度变化范围大的地方。3、频差法是时差法的改进,可以把分母上的声速转换到分子上,然后在求差过程中约掉,这就可以避开声速随温度变化的影响,但测频由于存在正负1误差,对于精度高的地方,需要高速计数器。4、还有就是回鸣法了,可以有效改进由于计数器正负1误差带来的测量误差。
超声波是怎么产生的?
1.超声波的发生:超声的发生和接收是根据压电效应的原理,由超声诊断仪的换能器或探头来完 成。探头就是超声仪的波源。压电晶片置于探头中由主机发生变频交变电场,并使电场方向与压电晶体电轴方向一致,压电晶体就会在交变电场中沿一定方向发生强烈的拉伸和压缩(电振荡所产生的效果),即机械振动,于是就产生了超声,在这一过程中,电能通过电振荡转变为机械能继而转变为声能。因此把这一过程称为负压电效应。如果交变电场频率大于20000Hz所产生的声波即为超声波。2.超声波的接收:超声在介质中传播,遇到声阻抗相差较大的界面时即发生反射,反射波被超声 探头接收后就会作用于探头内的压电晶片,使压电晶片发生压缩和拉伸,于是改变了压电晶片两端表面电荷(即异名电荷)即声能转变为电能,超声转变为电信号这就是正压电效应,主机将这种高频变化的微弱电信号进行处理、放大以波型、光点、声音等形式表现出来,产生影像。3.绕射:超声遇到小于其波长一半的物体时,会绕过障碍物的边缘继续向前传播,称绕射或衍射。实际上,当障碍物与超声的波长相等时,超声即可发生绕射,只是不很明显,根据超声绕射的规律在临床检查时应根据被探测目标的大小,选择适当频率的探头,使超声波的波长比探查目标小的多。以便超声波在探查目标时不发生绕射,把比较小的病灶检查出来,提高分辨率和显现力。