超声物理基础知识课件.pptx

超声物理基础知识课件

有限公司

汇报人：XX

目录

第一章

超声波的定义

第二章

超声波的产生

第四章

超声波的检测技术

第三章

超声波的传播

第六章

超声波的未来趋势

第五章

超声波的应用实例

超声波的定义

第一章

波的分类

超声波是频率高于20kHz的声波，而人耳能听到的声波频率范围是20Hz至20kHz。

按频率分类

自然产生的超声波如蝙蝠的回声定位，人为产生的超声波则广泛应用于医疗成像等领域。

按波源分类

超声波可以在固体、液体和气体中传播，但其速度和衰减特性会因介质不同而有所差异。

按传播介质分类

01

02

03

超声波的特性

穿透能力强

频率高于20kHz

超声波的频率超过人耳能听到的最高阈值20kHz，因此对人类来说是不可听见的。

超声波具有较强的穿透能力，能够穿透固体、液体和气体，广泛应用于医疗成像和工业检测。

反射和折射现象

超声波在不同介质的界面上会发生反射和折射，这一特性使得超声波可用于距离和速度的测量。

应用领域

超声波在医学领域广泛应用于B超检查，帮助医生观察内部器官结构，无创且实时。

医学成像

01

利用超声波检测材料内部缺陷，如裂纹、空洞等，广泛应用于金属、塑料等材料的无损检测。

工业检测

02

超声波测距仪通过发射超声波并接收其回声来测量距离，常用于汽车倒车雷达系统。

距离测量

03

超声波清洗利用高频振动产生的微小气泡去除物体表面的污垢，广泛应用于精密零件的清洗。

清洁技术

04

超声波的产生

第二章

产生原理

超声波通过振动源如压电陶瓷或磁致伸缩材料的高频振动产生，这些材料在电场或磁场作用下产生形变。

振动源的机械振动

01

声波的非线性效应

02

在强声场中，声波的非线性效应会导致频率的倍增，从而产生超声波，常见于高强度聚焦超声技术中。

产生设备

通过气体放电产生的冲击波转换为超声波，常用于超声波清洗和检测设备中。

气体放电设备

通过改变磁场强度使磁致伸缩材料产生形变，进而产生超声波，如磁致伸缩超声发生器。

磁致伸缩设备

利用压电材料在电场作用下产生机械振动，从而发射超声波，如压电超声换能器。

压电效应设备

产生方法

通过高频振动的机械装置，如超声波清洗机，利用振动板的快速振动产生超声波。

机械振动法

01

02

利用压电效应或磁致伸缩效应，通过电能转换为机械能，从而产生超声波。

电声转换法

03

使用高强度激光束照射到特定介质上，通过非线性光学效应产生超声波。

激光产生法

超声波的传播

第三章

传播介质

超声波在空气中的传播速度约为343米/秒，速度受温度和压力影响。

气体中的传播

超声波在水中的传播速度约为1498米/秒，比在空气中快，且衰减较小。

液体中的传播

超声波在固体中的传播速度最快，例如在钢中可达到5960米/秒，用于检测材料内部缺陷。

固体中的传播

传播特性

超声波在介质中传播时，其强度会随着距离的增加而逐渐减弱，这一现象称为衰减。

01

超声波的衰减

当超声波遇到不同介质的界面时，会发生反射和折射现象，这在医学成像和无损检测中非常重要。

02

超声波的反射和折射

超声波遇到障碍物时，能够绕过障碍物继续传播，这种现象称为衍射，是超声波检测中的关键特性。

03

超声波的衍射

影响因素

不同介质中，超声波的传播速度和衰减程度不同，如空气、水和固体。

介质的性质

超声波的频率越高，其在介质中的衰减越快，传播距离越短。

频率的影响

温度升高通常会增加介质的声速，影响超声波的传播特性。

温度变化

在不同压力条件下，超声波的传播速度和衰减特性也会发生变化。

压力差异

超声波的检测技术

第四章

检测原理

超声波在遇到不同介质界面时会产生反射，通过分析反射波的特性来检测物体的内部结构。

反射原理

超声波在特定频率下会引起物体共振，通过共振频率的变化可以判断物体的材料属性。

共振原理

当超声波遇到障碍物时，会发生弯曲传播，利用衍射现象可以探测到物体的形状和大小。

衍射原理

检测设备

超声波探伤仪

超声波探伤仪利用超声波的反射原理，检测材料内部缺陷，广泛应用于工业无损检测。

01

02

超声波流量计

超声波流量计通过测量流体中声波传播时间的变化来计算流速，用于管道中流体流量的精确测量。

03

超声波测厚仪

超声波测厚仪通过发射超声波脉冲并接收其回波来测量材料的厚度，常用于金属和塑料等材料的厚度检测。

检测应用

超声波在医疗领域广泛应用于成像，如B超，帮助医生观察内部器官结构。

医疗成像

超声波传感器可用于测量距离，例如在汽车倒车雷达系统中，提供精确的距离反馈。

距离测量

工业上使用超声波检测材料内部缺陷，如焊缝检测，确保产品质量和安全。

无损检测

超声波的应用实例

第五章

医疗领域

超声波成像技术

01

超声波成像技术广泛应用于产科，通过胎儿超声波检查，医生能够观察胎儿发育情况。

超声波治疗