[工学]超声及其应用1.ppt

频率越高，波长越短，穿透力越差，但分辨力越高。 频率越低，波长越长，分辨力越低，但穿透力越好。 方向性（束射性） 频率越高，方向性越好。 超声在两种不同密度的物体中，由于声阻抗不同，形成界面。 大界面——界面尺寸大于波长 小界面——界面尺寸小于波长 超声遇到大界面时产生反射和折射 。 声阻抗差越大，反射就越强，折射就越小 声阻抗差越小，折射就越强，反射就越小 声波垂直入射和斜入射时反射和折射 超声波探伤设备一般由超声波探伤仪、探头和试块组成。 按声学特性可归纳为以下几种类型： 无反射型（无回声型） 少反射型（低回声型） 多反射型（强回声） 全反射型（含气型） 无回声(Echoless) 液体内部十分均质，其声阻抗无差别，没有反射界面形成。正常状态下呈现无回声表现的有胆汁、尿液等。病理情况下呈现无回声表现的有鞘膜、胸腔、腹腔积液及各个脏器的囊性病变、液化性病变等。 低回声(Low-echo) ? ?? 在超声介质比较均匀，其的声阻抗差别较小，仅有少数反射界面，在正常灵敏度时表现为低回声状态，如正常肾实质、肝脏、脾脏及透明细胞癌及玻璃样变性的病理组织等。 高回声(High-echo) ??? 组织器官纤维化、脂肪变性等可表现为弥漫性点状回声，脏器内部有新生物形成时可表现为高回声结节或团块，导致回声增强的原因系病理组织较正常组织结构致密，声阻抗增加，反射界面增多所致。 强回声(Strong-echo) ??? 正常人体骨路，各种病理性结石、钙化灶等，与周围组织声阻抗相差悬殊，造成强烈的反射，表现为强回声团、强回声带等。肺及充气状态下的胃肠，在声像图上表现为多次反射之强回声带。 超声外科手术刀 * 超声及其应用 声音的实质机械振动在媒质中的传播 声波——物体的机械震动在介质（空气、水、固体等） 的传播过程中产生的纵波称为声波。（机械波） 一、什么是超声? 1、声波的频率范围是： 10-4～1012Hz 2、正常人耳朵听到声音的频率范围是： 3、狗能听到的声音最高频率是： 20 ～20000Hz 50000Hz 声波频率 1830年法国Savart 音调极限实验：存在听不到的声音 20Hz 超声 次声 频率高于20000Hz的声音称为超声 频率低于20Hz的声音称为次声 二、超声的特性 1、蝙蝠的超声绝技 人类研究超声100多年 蝙蝠使用超声5000万年 铁丝直径小于0.07mm 碰撞 铁丝直径大于0.34mm 不碰撞 蝙蝠的飞行本领 回音定位 飞虫运动 平均每小时食500只飞虫 2.一个航海悲剧 1912年 Titanic游轮 五天后英国科学家 空气声测冰山 一个月后 水下声测冰山. 1915年有人建议, 水下回声测距 方案探测潜艇 法国Langivin教授系统研究超声的产生　接收 传播 3.超声波的产生与接收 超声波发生器，通常称为超声波电箱、超声波发生源、超声波电源。它的作用是把我们的市电（220V或380V，50或60Hz）转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。 超声的产生和接收 压电换能器 电能 机械振动能 4.超声的物理特性 超声波三个主要物理量： ①波长（λ）； ②频率（f）； ③声速（c）。 声速（超声在介质中的传导速度）与频率及波长有一定关系： c = f ·λ 超声在介质中传播时，由于不同介质的声阻抗不同，界面大小不一，可发生反射、折射与衍射、散射。 回声反射的强弱由界面两侧介质的声阻抗差决定。 超声在固体中传播时声阻抗最大； 在气体中最小。 衍射和散射示意图 吸收衰减特性 超声波在介质内的传播过程中，随着传播距离的增大，声波的能量逐渐减少，这一现象称为超声波衰减。 声波衰减与介质对声波的吸收、散射以及声束扩散等原因有关，其中吸收是衰减的主要因素。 多普勒 ( Doppler ) 效应 声源发射超声的频率固定，如遇到与声源作相对运动的界面，造成反射频率不同于发射频率。 多谱勒频移——发射频率与反射频率之差 。 三、超声无损探伤 探测金属内部缺陷 四、超声雾化和超声处理族 1.从超声雾化说起 利用超声能量改变材料的形态、性质简称为超声处理 2.形形色色的超声处理 超声清洗 清洗液中导入起声波，产生空化、声流、辐射压，这些效应使污物被机械剥离，并促进污物与清洗液的化学反应 超声清洗机理 超声清洗设备组成 超声振子 超声清洗的优点 清洗速度快 清洗质量高