Ⅰ 超聲波中溫度與聲速的關系式
超聲波的溫度和聲速的關系與介質有關
一般說來,溫度越高,聲速越快,實驗測量結果表明,超聲波在10~35℃的純凈水中的傳播速度隨著溫度的升高而升高。用最小二乘法對實驗結果中不同溫度下超聲波在純凈水中傳播的平均速度進行數據擬合,可得此范圍內超聲波與溫度關系的近似解析式為
v=1468+3.68(t-10)-0.0279(t-10)²
超聲波概念:超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波,它的方向性好,穿透能力強,易於獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大於人的聽覺上限而得名。
產生:聲波是物體機械振動狀態(或能量)的傳播形式。超聲波是指振動頻率大於20000Hz以上的,其每秒的振動次數(頻率)甚高,超出了人耳聽覺的一般上限(20000Hz),人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。由於其頻率高,因而具有許多特點:首先是功率大,其能量比一般聲波大得多,因而可以用來切削、焊接、鑽孔等。再者由於它頻率高,波長短,衍射不嚴重,具有良好的定向性,工業與醫學上常用超聲波進行超聲探測。[1] 超聲和可聞聲本質上是一致的,它們的共同點都是一種機械振動模式,通常以縱波的方式在彈性介質內會傳播,是一種能量的傳播形式,其不同點是超聲波頻率高,波長短,在一定距離內沿直線傳播具有良好的束射性和方向性,1兆Hz=10^6Hz,即每超聲波熔接器每秒振動100萬次,可聞波的頻率在16-20000HZ 之間。
Ⅱ 超聲波在空氣中的傳播速度受溫度影響嗎
答案:超聲波在空氣中的傳播速度受溫度影響。
聲波在空氣中的傳播速度與溫度的關系是:v=331.5+0.6t (m/s)
隨溫度升高超聲波的速度增大;隨溫度降低超聲波的速度減小。
Ⅲ 超聲波感測器的測量精度受到哪些因素影響
超聲波感測器是將超聲波信號轉換成其他能量信號(通常是電信號)的感測器。超聲波感測器利用聲波介質對被檢測物進行非接觸式無磨損的檢測。其中超聲波是振動頻率高於20KHz的機械波。它具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。因此超聲波感測器對透明或有色物體,金屬或非金屬物體,固體、液體、粉狀物質均能檢測尤其是在陽光不透明的固體中。其檢測性能幾乎不受任何環境條件的影響,包括煙塵環境和雨天。
然而關於影響超聲波感測器測量精度的因素卻是多個方面的。接下來工釆網小編來具體介紹一下。
首先對於超聲波感測器而言,測量精度通常是指模擬輸出的測量值的絕對精度。基於回波傳輸時間,超聲波感測器的測量精度依靠數個物理參數。這些參數通常與空氣和內部偏差相關。
由於空氣溫度對超聲波感測器的測量精度有很大的影響。當超聲波脈沖的回波的傳播時間被測量後,感測器用聲速計算到目標物的距離。然而,由於空氣溫度的改變,聲速每Kelvin改變0.17%. 幾乎所有的倍加福超聲波感測器都有一個溫度探測器來彌補這種影響。因此這個探測器測量環境溫度,感測器修正測量值的相關溫度偏移。例如:在室溫和較低的溫度下,濕度對聲速的影響可以忽略不計。然而,在高溫下,聲速隨著濕度的增高而增高。
其次超聲波感測器具有溫度補償的特性。那是因為超聲波感測器使用回波傳輸時間的方法原理,即測量超聲波脈沖發出和測得回波的時間間隔。超聲波感測器通過聲速來計算目標物的距離。當聲音在空氣中傳播時,聲速在室溫下大概是344 m/s。該特性能使模擬量輸出型的超聲波感測器在一個寬溫度范圍內獲得高達0.6mm的重復精度。其中聲速是依靠溫度來改變的,每升高一攝氏度改變約17%。因此,大多數的超聲波感測器配有溫度探測器用於測量距離的修正。這個補償可以在超聲波感測器從-25? C 到+70? C工作范圍內執行,並得到±1.5%的測量精度。
除空氣溫度、溫度、溫度補償以外氣壓、氣流、氣體類型、外部噪音等因素也會影響超聲波感測器的精度,相對於氣壓而言聲速在海平面和3000米海拔高度傳播時下降不到1%。指定位置的大氣波動可以忽略不計,對聲速的影響是難以衡量的。但是氣流對超聲波測量沒有影響。那是因為如果目標物有標准反射板的反射特性,一般氣流(風)7kn(50-61.5 km/h)對超聲波測量沒有影響。當然暴風雨天氣或者颶風可能導致不穩定的測量(信號衰減)。目前在關於聲速的變化,沒有得出常規的結論。這是因為氣流方向和氣流速度時常改變。另一方面外部噪音也是影響超聲波精度的一個因素,由於外部噪音和被測目標物的回波是不同的,通常不會引起誤判。如果幹擾源與超聲波感測器有同樣的頻率,內部噪音的振幅一定不會超過目標回聲的振幅。
無論是超聲波感測器本身還是周圍環境因素,都會影響距離測量的精確度,這時可以考慮採取一些措施,例如採用超聲波感測器 - MB7092
Ⅳ 超聲波測厚與溫度有關嗎
理論上肯定是跟溫度有關的。 不過常溫常壓下的金屬材質的聲速應該和溫度關系不大。
Ⅳ 材料及其溫度對超聲測厚的影響
1、聲波在不同材料內傳播的速度是不同的。
2、同種材料的組織疏密狀況對聲波的傳播速度是有影響的。
3、溫度對材料的幾何尺寸是有影響的,這種影響可以造成測量結果的誤差(厚度變大或變小)。
4、聲波在不同的溫度下其傳輸速度有所改變。
因此,要利用超聲波進行精確的厚度測量,對上述因素都需要進行誤差補償。
Ⅵ 超聲波是否受溫度影響
你好很高興為你解答,超聲波的傳播受介質的影響,理論上來說超聲波不受溫度影響,但是介質會受溫度的影響,所以超聲波也就受溫度的影響了。希望我的回答能幫到你,謝謝,望採納。
Ⅶ 超聲波聲速的測量為何要測溫度
因為超聲波在空氣中的傳播速度受溫度影響。
聲波在空氣中的傳播速度與溫度的關系是:
v=331.5+0.6t (m/s)
超聲波也是聲波,也遵守上述式子,所以所測的速度跟溫度有關系。
Ⅷ 超聲波受溫度的影響嗎
測不準並不是和碳鋼中的聲速隨溫度變化引起的,而是超聲波在耦合劑中傳播的速度提高導致,而超聲波在耦合劑中傳播的速度是和耦合劑中的飽和空氣量成正比,隨著溫度的升高飽和空氣量降低。
具體怎麼調節我還沒有研究。你可以找一個材料相同尺寸已知的工件做對比調整頻率。不一定行。
你為什麼要在高溫下測量啊?對危險啊!