1. 超聲波原理
超聲波是聲波的一部分,是人耳聽不見、頻率高於20KHZ的聲波,它和聲波有共同之處,即都是由物質振動而產生的,並且只能在介質中傳播。許多動物都能發射和接收超聲波,其中以蝙蝠最為突出,它能利用微弱的超聲回波在黑暗中飛行並捕捉食物。
超聲波是一種在彈性介質中的機械振盪,有兩種形式:橫向振盪及縱向振盪。在工業中應用主要採用縱向振盪。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播,其傳播速度不同。另外,它也有折射和反射現象,並且在傳播過程中有衰減。
(1)超聲波復合機什麼原理擴展閱讀:
在空氣中傳播超聲波,其頻率較低,一般為幾十KHZ,而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快,而在液體及固體中傳播,衰減較小,傳播較遠。利用超聲波的特性,可做成各種超聲感測器,配上不同的電路,製成各種超聲測量儀器及裝置,並在通訊,醫療家電等各方面得到廣泛應用。
2. 超聲波加工的機理是什麼
在振幅相同的條件下,一個物體振動的能量與振動頻率成正比,超聲波在介質中傳播時,介質質點振動的頻率很高,因而能量很大.在我國北方乾燥的冬季,如果把超聲波通入水罐中,劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴,再用小風扇把霧滴吹入室內,就可以增加室內空氣濕度.這就是超聲波加濕器的原理.咽喉炎.氣管炎等疾病,呼喚斤年時斤百 很難血流到達患病的部位.利用加濕器的原理,把葯液霧化,讓病人吸入,能夠提高療效.利用超聲波巨大的能量還可以使人體內的結石做劇烈的受迫振動而破碎,從而減緩病痛,達到治癒的目的。
3. 超聲波縫合機工作原理
超聲波工作原理:超聲波清洗原理是由超聲波發生器發出的高頻振盪信號,通過換能器轉換成高頻機械振盪而傳播到介質,清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡,存在於液體中的微小氣泡在聲場的作用下振動,當聲壓達到一定值時,氣泡迅速增大,然後突然閉合,在氣泡閉合時產生沖擊波,在其周圍產生上千個大氣壓,破壞不溶性污物而使他們分散於清洗液中,當團體粒子被油污裹著而黏附在
清洗件表面是,油被乳化,固體粒子及脫離,從而達到清洗件凈化的目的,且通過其空化作用達到洗盲腳的作用。超聲波的危害:超聲波在生物體內傳播時,通過組織間的相互作用,導致生物體機能和結構變化,稱為超聲波的生物效應,產生生物效應的機制是熱效應和空化效應。
所謂的熱效應是指超聲波傳播過程中,部分能量被生物組織吸收轉變為熱能,使組織溫度增高;空化效應是指超聲波傳播過程中與組織中的氣核或微氣泡相互作用,使其突然爆破,產生巨大的瞬間壓力,使組織內部結構改變。
低劑量超聲是潛在的致癌與致畸形因素,而且不同頻率、不同聲強對不同個體有一定危害。因為超聲波對固體和液體都有很強的穿透本領,能量較大時可以使物質微粒作高頻振動,部分能量還可以轉變為熱能,使局部溫度升高。高強度的脈沖超聲波在含有微米級小氣泡的液體中傳播時,可導致氣泡收縮、膨脹以至猛烈爆炸,這種現象稱為「空化現象」。不久前美國著名超生物物理專家卡斯坦森指出,某些臨床使用的超聲圖像診斷儀的最大輸出強度已達1千瓦/平方厘米,這個強度足以使生物體產生瞬態空化現象。對生物體來說,瞬態空化作用時,靠近爆炸氣泡附近的細胞會受到損傷,一般說來,在人體內大多數器官和生物流體中,損傷少量細胞不會對人體產生危害。超聲波對人體危害的原理:超聲波對人體危害的原理是,超聲波在生物體內傳播時,通過組織間的相互作用,導致生物體機能和結構變化,稱為超聲波的生物效應,產生生物效應的機制是熱效應和空化效應。
所謂的熱效應是指超聲波傳播過程中,部分能量被生物組織吸收轉變為熱能,使組織溫度增高;空化效應是指超聲波傳播過程中與組織中的氣核或微氣泡相互作用,使其突然爆破,產生巨大的瞬間壓力,使組織內部結構改變。
4. 超聲波設備的工作原理
全自動超聲波清洗機原理主要是將換能器,將功率超聲頻源的聲能,並且要轉換成機械振動,通過清洗槽壁使之將槽子中的清洗液輻射到超聲波。由於受到輻射的超聲波,使之槽內液體中的微氣泡能夠在聲波的作用下從而保持振動。 當聲壓或者聲強受到壓力到達一定程度時候,氣泡就會迅速膨脹,然後又突然閉合。在這段過程中,氣泡閉合的瞬間產生沖擊波,使氣泡周圍產生1012-1013pa的壓力及局調溫,這種超聲波空化所產生的巨大壓力能破壞不溶性污物而使他們分化於溶液中,蒸汽型空化對污垢的直接反復沖擊。 一方面破壞污物與清洗件表面的吸附,另一方面能引起污物層的疲勞破壞而被駁離,氣體型氣泡的振動對固體表面進行擦洗,污層一旦有縫可鑽,氣泡立即「鑽入」振動使污層脫落,由於空化作用,兩種液體在界面迅速分散而乳化,當固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時,油被乳化、固體粒子自行脫落,超聲在清洗液中傳播時會產生正負交變的聲壓,形成射流,沖擊清洗件,同時由於非線性效應會產生聲流和微聲流,而超聲空化在固體和液體界面會產生高速的微射流,所有這些作用,能夠破壞污物,除去或削弱邊界污層,增加攪拌、擴散作用,加速可溶性污物的溶解,強化化學清洗劑的清洗作用。由此可見,凡是液體能浸到且聲場存在的地方都有清洗作用,其特點適用於表面形狀非常復雜的零件的清洗。尤其是採用這一技術後,可減少化學溶劑的用量,從而大大降低環境污染
5. 超聲波機的原理是什麼
超聲波清洗是基於超聲波在清洗液體介質中傳遞時特有的「空化效應」物理內作用,「空化效容應」形成微觀強烈沖擊波和高速射流作用於被清洗物件表面,從而使污物迅速粉碎、剝離,達到高質量、高效率清洗目的。
超聲波能力集中,其方向性好、穿透能力強,以水為媒介時,水分子的壓力達到一定程度,會迅速形成膨脹的閉合分子並且炸裂,直接對肉眼看不見的污垢進行反復沖擊。超聲波每秒數萬次地負壓膨大和正壓強烈壓縮爆破無數「空穴」,高頻率產生無數微觀沖擊波,使得超聲波對於侵入清洗液中被洗物件復雜內外表面形狀、狹縫、深孔、拐角、死角等部位獨具卓越的洗凈能力和清洗效率是其他方法無法比擬和替代的。
6. 超聲波機的原理
從客觀上講,超聲和可聽聲,除頻率范圍不同外,並沒有差異.但超聲由於頻率高,便具有一些特點,尤其重要的是,這些特點可加以利用,這正是人們所以研究超聲規律的原因.
超聲的特點之一很簡單,就是聽不見.前面提到,聲音來源於部件的振動.振動除產生聲波外,還可以產生其它作用,其中一些作用將在下面介紹.如果我們激發振動的目的是這些其它作用,那麼通常我們不想同時產生聽得見的聲音,因為這些聲音這時是雜訊.在這種情況下,可以激發20000Hz以上的振動,既能完成一些其它功能,又不伴生干擾.
超聲的第二個特點是波長小.任何一種波動(聲波、電磁波、等離子波等等)都有一些共同的基本參數,其中之一是傳播速度,另一個就是波長.聲波是機械波,或說是力學波.媒質中有聲波傳播時,原來是靜止的媒質質點會以原佔位置為中心作很微小(例如也許只幾十納米)的振動,每個質點在振動若干次後將恢復靜止.但這種振動的狀態,由於媒質的彈性,會傳給緊鄰的質點,依次向下傳遞,可能傳得很遠,在海洋中甚至可傳到1000km以外.這種傳遞的速度就是聲波的傳播速度.
確定.對於單一頻率的正弦或餘弦波,波長是波峰與波峰之間或波谷與波谷之間的空間距離.
超聲頻率高,因此波長小.這有兩點重要後果.一點是不必用尺寸很大的聲源,即振動源,就可以產生指向性比較尖銳的聲波.定性地說,指向性描述聲源所發射聲束的狹窄程度,狹窄的象手電筒所發射的光,寬廣的或說彌散的可象電燈泡所發射的光.在許多聲波應用中,我們需要前者而不需要後者.可以證明,如果要產生前者,聲源的尺寸應當比聲波的波長大幾倍.1MHz的聲波在水中的波長約為1.4mm,而1000Hz的聲波在水中的波長約為1.4m,製作和搬運一個直徑幾毫米的聲源顯然比製作和搬運一個直徑幾米的聲源省事得多.
由於同樣的原理,不僅容易實現狹窄的聲束,還容易實現聲束聚焦,象人們通常聚焦光那樣.在焦點或焦區,聲強可以很高,從而產生一些強烈的作用.
超聲波長小的第二點重要後果是,超聲可以被微小的障礙物散射開來.平面聲波在傳播過程中遇到有限大小的障礙物時會被障礙物所散射,就是說,入射波不再沿原方向傳播,而是向四周散開,包括散到與入射方向相反的方向.所謂障礙物是指材料的聲學參量ρc不同於基質ρ0c的物體,ρ是密度(因此基質內的空穴也是障礙物.).沿各個方向散開的聲波幅度分布,或說散射圖案,因障礙物的尺寸與波長之比而異.可以想見,當ρc差別不大時,如果聲波波長遠大於障礙物的尺寸,聲波幾乎會忽略障礙物的存在,反之則聲波幾乎象碰上一個界面,而被反射和折射.如果聲波波長接近於障礙物的尺寸,聲波的散開程度會較大.在某些聲波應用中我們倒希望聲波被散開,從而可以通過測量散射圖案,判斷不透明媒質中有沒有障礙物以及是怎樣的形狀、大小、內含物的障礙物.假若障礙物很大,我們可以採用頻率低、波長長的聲波,若障礙物很小,我們就需用頻率高、波長短的超聲.
超聲的第三個特點是與物質有相互作用.聲波的某些物理的、化學的、生物的效應,或籠統地說,聲波與物質的相互作用,只有在高頻率范圍才會發生.例如有多種類的所謂「弛豫效應」,分別只在不同的高頻率范圍才能出現.又例如,超聲在液體中有一個很突出的物理效應,叫「空化效應」.超聲會在液體中產生空穴或氣泡,這些氣泡處於非穩定狀態,在適當條件下會迅速崩潰,從而在氣泡內產生幾千度的高溫,在氣泡周圍產生近千大氣壓的激波.高溫和強激波的出現則可以導致聲致發光、水中聲致自由基、機械作用(如粉碎、乳化等等)、化學反應活性加強、高分子解聚等效應.
超聲的一個特點是容易形成細聲束,以及可以被相當小的障礙物所散射,其中包括背(逆)向散射.將這束細聲束向正前方射出,同時使它上下左右擺動,便可以搜索前方有沒有障礙物.用電子學的手段,容易測量反射波或背散射波回轉的時間,在已知聲速的情況下,可以確定前方障礙物的位置.當障礙物足夠大時,從回波隨聲束移動的分布,可以顯示出障礙物的形狀;對比較小的障礙物,人們正在尋求判斷障礙物的大小、形狀、內含物等特徵的方法.對於不均勻的透明材料,我們常用光學的辦法檢測;對於不透明材料,用普通的光學方法是做不到的.而包括超聲的聲波則能夠透入任何媒質,不論這媒質是氣體、液體、還是固體,也不論透不透光,對不同媒質的差別只是透入深淺不同.利用超聲來檢查或顯示媒質中是否存在障礙物,以及障礙物有哪些特徵,叫做超聲檢測
7. 超聲波的工作原理是什麼
當超聲波作用於熱塑性的塑料接觸面時,會產生每秒幾萬次的高頻振動,這種達到一定振幅的高頻振動,通過上焊件把超聲能量傳送到焊區,由於焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大,因此會產生局部高溫。又由於塑料導熱性差,一時還不能及時散發,聚集在焊區,致使兩個塑料的接觸面迅速熔化,加上一定壓力後,使其融合成一體。當超聲波停止作用後,讓壓力持續幾秒鍾,使其凝固成型,這樣就形成一個堅固的分子鏈,達到焊接的目的,焊接強度能接近於原材料強度。超聲波塑料焊接的好壞取決於換能器焊頭的振幅,所加壓力及焊接時間等三個因素,焊接時間和焊頭壓力是可以調節的,振幅由換能器和變幅桿決定。這三個量相互用有個適宜值,能量超過適宜值時,塑料的熔解量就大,焊接物易變形;若能量小,則不易焊牢,所加的壓力也不能達大。這個最佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積。當代社會,塑料的各種製品,已滲透到人們日常生活的各個領域,同時也被廣泛應用到航空、船舶、汽車、電器、包裝、玩具、電子、紡織等行業。然而,由於注塑工藝等因素的限制,在相當一部分形狀復雜的塑料製品不能一次注塑成型,這就需要粘接,而沿用多年的塑料粘接和熱合工藝又相當落後,不僅效率低,且粘接劑還有一定的毒性,引起環境污染和勞動保護等問題。傳統的這種工藝已不能適用現代塑料工業的發展需要,於是一種新穎的塑料加工技術——超聲波塑料焊接以其高效、優質、美觀、節能等優越性脫穎而出。超聲波塑料焊接機在焊接塑料製品時,即不要填加任何粘接劑、填料或溶劑,也不消耗大量熱源,具有操作簡便、焊接速度快、焊接強度高、生產效率高等優點。因此,超聲波焊接技術越來越廣泛地獲得應用。
8. 超聲波縫合機的工作原理
常美超聲波縫紉機-----超聲波焊接是熔接熱塑性塑料製品的高科技技術,各種熱塑性膠件均可使用超聲波熔接處理,而不需加溶劑,粘接劑或其它輔助品。其優點是增加多倍生產率,降低成本,提高產品質量及安全生產。功率調節更加精細、解析度更高、可滿足各種形狀的產品,達到不損傷產品的目的。 超聲波換能器採用優質原材料,經過精密加工,使超聲波氣流在每一個點上得到完美的發揮。
1、工作原理是利用高頻率振盪由焊頭將聲波傳送至工作物熔接面,瞬間使工作物分子產生摩擦,達到塑料熔點,從而完成固體材料迅速溶解,完成焊接。其接合點強度接近一整塊的連生材料, 只要產品的接合面設計得匹配, 完全密封是絕對沒有什麼問題的。
2、利用特殊合金鋼製作花輪模具,可依客戶需求開發各種復雜的花形圖案;焊頭耐磨損且壽命特長,花模拆裝方便容易,偏芯式調節,靈活,快捷水平度高。
對比於傳統的針式有線縫合,超聲波縫合有如下優點:
1.利用超聲波焊接,免用針線,省去頻繁換針線的麻煩,沒有傳統線縫合的斷線接頭情況,還可對紡織品進行整潔的局部剪切與密封。縫合的同時也起到了裝飾的作用,粘固力強,可達到防水效果,壓紋清晰,表面更加具有立體浮雕效果,工作速度快,產品效果好更顯高檔美觀;品質有保證。
2.利用超聲波及特製鋼輪加工,密封的邊緣不開裂,不傷布類邊緣,且沒有毛邊、卷邊現象。
3.製造時不需預熱,並可連續操作。
4.操作簡便,和傳統縫紉機操作的方法沒有多大區別,普通縫紉工可以操作。
5.成本低,比傳統機器快到5到6倍,效率高。
9. 超聲波金屬焊接機工作原理
原理:
1、換能器把超聲頻大功率振盪信號,變換成相應頻率的機械能,施加到需焊接的金屬片的界面,使金屬片相合處瞬間生熱,進而使金屬晶格中的粒子激活,使金屬片相合處的分子相互滲透而焊接在一起。
2、超聲波金屬焊接機是一種機械處理過程,把高頻電能通過換能器裝置轉換成機械振作用於工件,使相互接觸的工件表面產生高頻摩擦使之生熱凝聚而熔接,在焊接過程中,並無電流在被焊件中通過,也無電焊模式的焊弧產生,由於超聲焊接不存在熱傳導與電阻率等問題,因此對有色金屬材料來說,無疑是一種理想的金屬焊接系統,特別是鋁、鎳、銅、銀等細、簿材料進行單點、多點、方形、條形、單層、多層、復合焊接起到理想效果。
特點:
1、焊點牢固;
2、焊點內阻小;
3、安全;
4、無氧化痕跡;
5、操作方便
與傳統工藝相對的優勢:
1、焊接時間很短,一般可以在0.5秒內瞬間熔接完成;
2、對工作上的溫度不超過其退火溫度,故不改變工作物金相組織;
3、焊接後導電性良好,其電阻系數極低,近等於零;
4、金屬表面有粘污物或氧化物,不用表面處理,變可完美焊接;
5、幾乎所工作物不需預先處理,不需焊錫,焊油添加物就能熔接,經濟方便;
6、焊頭,冶具均使用耐磨材料製成,耐用性久;
7、焊接時不產生火花,操作員安全放心,沒有煙味,不會造成空氣污染。
10. 超聲波的工作原理是什麼
頻率高於人的聽覺上限(約為20000赫)的聲波,稱為超聲波,或稱為超聲。
超聲波在媒質中的反射、折射、衍射、散射等傳播規律,與可聽聲波的規律並沒有本質上的區別。但是超聲波的波長很短,只有幾厘米,甚至千分之幾毫米。與可聽聲波比較,超聲波具有許多奇異特性:傳播特性——超聲波的波長很短,通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍,因此超聲波的衍射本領很差,它在均勻介質中能夠定向直線傳播,超聲波的波長越短,這一特性就越顯著。功率特性——當聲音在空氣中傳播時,推動空氣中的微粒往復振動而對微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強度下,聲波的頻率越高,它所具有的功率就越大。由於超聲波頻率很高,所以超聲波與一般聲波相比,它的功率是非常大的。空化作用——當超聲波在液體中傳播時,由於液體微粒的劇烈振動,會在液體內部產生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合,會使液體微粒之間發生猛烈的撞擊作用,從而產生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用,會使液體的溫度驟然升高,起到了很好的攪拌作用,從而使兩種不相溶的液體(如水和油)發生乳化,並且加速溶質的溶解,加速化學反應。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應稱為超聲波的空化作用。
我們知道正確的波的物理定義是:振動在物體中的傳遞形成波。這樣波的形成必須有兩個條件:一是振動源,二是傳播介質。波的分類一般有如下幾種:一是根據振動方向和傳播方向來分類。當振動方向與傳播方向垂直時,稱為橫波。當振動方向與傳播方向一致時,稱為縱波。二是根據頻率分類,我們知道人耳敏感的聽覺范圍是20HZ-20000HZ,所以在這個范圍之內的波叫做聲波。低於這個范圍的波叫做次聲波,超過這個范圍的波叫超聲波。
波在物體里傳播,主要有以下的參數:一是速度V,二是頻率F,三是波長λ。三者之間的關系如下:V=F.λ。波在同一種物質中傳播的速度是一定的,所以頻率不同,波長也就不同。另外,還需要考慮的一點就是波在物體里傳播始終都存在著衰減,傳播的距離越遠,能量衰減也就越厲害,這在超聲波加工中也屬於考慮范圍。
超聲波在塑料加工中的應用原理:
塑料加工中所用的超聲波,現有的幾種工作頻率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ。其原理是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙,在加壓的情況下,使兩個塑料件或其它件與塑料件接觸部位的分子相互撞擊產生融化,使接觸位塑料熔合,達到加工目的。