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第9章超声波传感器及应用

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引言

n超声波技术是一门以物理、电子、机械及材料

学为根底的，各行各业都使用的通用技术之一。

它是通过超声波产生、传播以及接收这个物理

过程来完成的。超声波在液体、固体中衰减很

小，穿透能力强，特别是对不透光的固体，超

声波能穿透几十米的厚度。当超声波从一种介

质入射到另一种介质时，由于在两种介质中的

传播速度不同，在介质面上会产生反射、折射

和波型转换等现象。超声波的这些特性使它在

检测技术中获得了广泛的应用，如超声波无损

探伤、厚度测量、流速测量、超声显微镜及超

声成像等。

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主要章节

n9.1超声涉及其物理性质

n9.2超声波探头及耦合技术

n9.3超声波传感器的应用

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9.1超声涉及其物理性质

9.1.1超声波的根本概念

n1．超声波的概念和波形

n机械振动在弹性介质内的传播称为波动，简称

为波。人能听见声音的频率为20Hz～20kHz，

即为声波，超出此频率范围的声音，即20Hz

以下的声音称为次声波，20kHz以上的声音称

为超声波，一般说话的频率范围为100Hz～

8kHz

n超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力

越弱，但反射能力越强

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声波频率的界限划分

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声波的分类

1.次声波

次声波是频率低于20赫兹的声波，人耳听不到，

但可与人体器官发生共振，7~8Hz的次声波会引起人

的恐怖感，动作不协调，甚至导致心脏停止跳动

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2.可闻声波

美妙的音乐可使人陶醉。

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3.超声波

蝙蝠

能发出和

听见超声波。

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超声波与可闻声波不同，

它可以被聚焦，具有能量集中

的特点。

超声波加湿器超声波雾化器

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声波的波型

n〔1〕纵波—质点振动方向与波的传播方

向一致的波。

n〔2〕横波—质点振动方向垂直于传播方

向的波。

n〔3〕外表波—质点的振动介于横波与纵

波之间，沿着外表传播的波。

n横波只能在固体中传播，纵波能在固体、

液体和气体中传播，外表波随深度增加

衰减很快。为了测量各种状态下的物理

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量，多采用纵波。

纵

波

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横波

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