⑴ 超聲波和次聲波在生活中的應用
超聲波和次聲波相關知識及應用
一、超聲波
超聲波的頻率超過20000赫茲,人耳感受不到,但蚊子、蝙蝠、貓、狗能聽到。西方人用一種叫做犬笛的口哨來呼喚愛犬,犬笛吹出的是超聲波,周圍的行人茫然無所知,而小狗已經按照犬笛中傳出的口令行動了。超聲波有兩個特點,一是能量大,二是方向性好。因此超聲波在生活中有廣泛的應用。
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的濕度,這就是超聲波加濕器的原理。對於咽喉炎、氣管炎等疾病,葯力很難達到患病的部位.利用加濕器的原理,把葯液霧化,讓病人吸入,能夠增進療效。利用超聲波的巨大能量可以把人體內的結石擊碎,還可以清洗眼鏡、陶瓷製品等上面的污垢。
超聲波基本上是沿直線傳播的,可以定向發射。如果漁船載有水下超聲波發生器,它旋轉著向各個方向發射超聲波,超聲波遇到魚群會反射回來,漁船探測到反射波就知道魚群的位置了,這種儀器叫做聲納。聲納也可以用來探測水中的暗礁、測量海水的深度。有趣的是,很多動物都有完善的發射和接收超聲波的器官。如蝙蝠、海豚就是靠超聲波定位的。根據同樣的道理超聲波還可以探測金屬、陶瓷混凝土製品,甚至水庫大壩內部是否有氣泡、空洞和裂紋。如果有了聲納定位儀,那麼泰坦尼克號的悲劇就不會發生了。
人體各個內臟的表面對超聲波的反射能力是不同的,健康內臟和病變內臟的反射能力也不一樣,平常說的「B超」就是根據內臟反射的超聲波進行造影,幫助醫生分析體內的病變。
二、次聲波
頻率低於20赫茲的聲波,叫做次聲波,人耳也無法感受,但鯨魚、海豚之類的海生動物可以感受到。大洋彼岸的風暴、地震和海嘯引起的次聲波,數千公里外鯨魚能感知,人們就可以利用這些前兆現象來預測和預報這些災害性自然事件的發生。
在海難救援中,當無線電呼救信號失靈,遇難的海員只需將深水炸彈投入海洋爆炸,它所生成的次聲波,就能在幾分鍾之內將求援信號送向遠方,叩響「水中聽音器」,救助人員即可迅速趕到海難現場進行救護。同樣在地球表面進行定點爆破,用爆炸時所發出的強大次聲波,可以調查和勘探地下礦藏資源和地層結構。人們從水母耳的特殊構造中得到啟發,研製成功了專門用來探測次聲波的「水母耳風暴探測器」,它可以提前15小時對風暴作出預報,這對漁民和海員該是多麼巨大的幫助啊!
⑵ 超聲波在生活中有哪些運用
1、超聲波診斷儀
可用於診斷人體內器官及組織的病變,由於其無創、無放射性而在醫院中普遍使用。尤其是產科領域,由於胎兒對放射輻射的敏感性,基本不會對胎兒或母親採用X光,CT等診斷設備,此時超聲波就成為最佳選擇。
與X光,CT比較,超聲波診斷儀擁有兩個特點,第一是無放射性,也就是安全性高,第二是實時性,看到的圖像是實時的,不需要等待膠片沖洗或數碼成像的時間,這不僅僅節約了時間,而且可以實時進行測量,可以應用在心血管領域,測出血液流速,從而診斷病變情況。
2、超聲波清洗機
可用於清潔用途,一般認為是這利用了超聲波在液體中的「空穴現象」。超聲波清洗機的清潔原理,在於利用超聲波振動清水,使微細的真空氣泡在水裡產生,當真空氣泡爆破時釋放了儲存在氣泡裡面的能量檔握,釋放溫度約5000℃以及超過10,000磅吋的壓力將物件表面的油脂或污垢帶走。
清洗機所產生的超聲波的頻率約為20-50kHz,可應用在珠寶、鏡片或其他光學儀器、牙醫用具、外科手術用具及工業零件的清潔。除可以發出較低頻率的純機械的超聲哨子以外,一般超聲波設備有超聲電源,換能器,變幅桿,工具頭等構成。
換能器有壓電陶瓷換能器和磁致換能器兩種。換能器和變幅桿的理論也可認為是一種專門的學科。
3、超聲除油
將黏附有油污的製件放在除油液中,並使除油過程處於一定頻率的超聲波場作用下的除油過程,稱為超聲波除油。引入超聲波可以強化除油過程、縮短除油時間、提高除油質量、降低化學葯品的消耗量。
尤其對復雜外形零件、小型精密零件、表面有難除污物的零件及絕緣材料製成的零件有顯著的除油效果,可以滾蠢衫省去費時的手工勞動,防止零件的損傷。
4、超聲波測距儀
用於量度距離。通過超聲波發射裝置發出超聲波,根據接收器接到超聲大腔波時的時間差就可以知道距離了。這與雷達測距原理相似。超聲波發射器向某一方向發射超聲波,在發射時刻的同時開始計時,超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回來,超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。
5、超聲波加濕器
理論研究表明,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。
在中國北方乾燥的冬季,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。
⑶ 超聲波在生活中有什麼用途
(1)超聲波清洗:利用超聲波產生的強烈空化作用及振動將工件表面的污垢剝離脫落,同時還可將油脂性的污物分解、乳化。
(2)超聲波漂洗:溶劑為干凈的清水,工件浸入後,利用超聲波將浮在工件各邊、角及孔隙處的污物清洗干凈。
(3)超聲制葯,超聲波由於其具有傳遞能量的特性,可以使細小顆粒在超聲波作用下被分散粉碎掉,因而也在醫葯領域,尤其是葯物的成分分散與制備上有著廣泛應用。
(4)注射用醫葯物質的分散:將磷酯類與膽固醇混合用適當方法與葯物混合在水溶液中,經超聲分散可以得到更小粒子(0.1)供靜脈注射。(2)中草葯提取:利用超聲分散破壞植物組織,加速溶劑穿透組織作用,提高中草葯有效成分提取率,如金雞納樹皮中全部生物鹼用一般方法浸出需要5h以上,採用超聲波分散僅需半小時即可完成。
(5)制備混懸劑:在超聲空化和強烈攪拌下,將一種固體葯物分散在含有表面活性物質的水溶液中,可以形成1左右口服或靜脈注射混懸劑。
(6)超聲波探傷,超探儀是一種攜帶型工業無損探傷儀器,它能夠快速便捷、無損傷、精確地進行工件內部多種缺陷(裂紋、夾雜、折疊、氣孔、等)的檢測、定位、評估和診斷。既可以用於實驗室,也可以用於工程現場。本儀器能夠廣泛地應用在製造業、鋼鐵冶金業、化工業等需要缺陷檢測和質量控制的領域,也廣泛應用於航空航天、鐵路交通、鍋爐壓力容器等領域的在役安全檢查與壽命評估。它是無損檢測行業的必備。
⑷ 超聲波技術在生活中有什麼應用
1、超聲診斷
絕大多數人還未出生就已經跟它「打過交道」了——為了了解我們的健康狀況,媽媽在我們還是幾個月胎兒的時候就帶我們去照過B超了。B超是超聲技術在臨床醫學中最廣泛、影響最大的一種應用。
2、超聲測距
如果說B超是最具人氣的超聲應用,那最接「地氣」的超聲技術應用當屬超聲測距了。這其中最常見便是倒車輔助系統(俗稱「倒車雷達」)。系統向外發出超聲波,利用超聲波反射回來時間差測算距離,通過語音提示提醒駕駛員周邊障礙物情況,引導安全倒車。
因計算方便迅速,且測量精度能滿足工業實用要求,所以,隨著製造升級和人工智慧的發展,近幾年,超聲測距在移動機器人上得到廣泛應用。
3、超聲水下通信
目前超聲水下通信應用最廣泛、最重要的一種裝置是聲納。最高大上的便是各國海軍用它對潛艇等水下物體進行探測、定位和追蹤,另外還廣泛應用於,聲吶技術還廣泛用於魚雷制導、魚群探測、海洋石油勘探等。
3、超聲加工
超聲技術在工業領域的應用主要是超聲加工。超聲加工是利用超聲波高頻振動,對材料進行微沖擊,使材料加工表面逐步破碎的特種加工。
4、超聲焊接
超聲焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接物體的表面,在加壓情況下表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。主要應用於塑料和金屬領域,在汽車、製冷、太陽能、電池、電子等行業有廣泛應用。如鋰電池的極耳焊接、冰箱空調行業的銅管封尾等。
5、超聲清洗
效果好、速度快、無需人手接觸清洗液、對物件表面無損傷,超聲波清洗的這些優勢從何而來呢——超聲波清洗基於空化作用,即在清洗液中無數氣泡快速形成並迅速內爆,由此產生的沖擊將浸沒在清洗液中的物件內外表面的污物剝落下來,從而達到精密洗凈目的。
6、超聲探傷
航空航天、鐵路交通、水利工程等重大設備設施,容不得一星半點缺陷,那在日常的安全檢查中,如何能快速便捷、精準無損地對工件內部進行多種缺陷檢測、定位、評估和診斷呢?超聲探傷就是那雙「火眼金睛」。
7、超聲波指紋識別
濕手不能解鎖手機,那麼有沒有不怕水的指紋解鎖呢?——答案就是超聲波指紋識別。小米5S、華為榮耀10就使用了超聲波指紋識別解鎖。從時間上來看,超聲波指紋識別應該算超聲技術最新潮的應用了。
(4)非超聲波在生活中還有什麼用途呢擴展閱讀
超聲波的特點
1)超聲波在傳播時,波長短,方向性強,能量易於集中。
2)超聲波能在各種不同媒質中傳播,且可傳播足夠遠的距離。
3)超聲波與傳聲媒質的相互作用適中,易於攜帶有關傳聲媒質狀態的信息診斷或對傳聲媒質產生效用及治療。
4)超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播。
5)超聲波可傳遞能量。
6)超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現象。
⑸ 超聲波在生活中還有什麼用途呢
利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應,可進行超聲焊接、鑽孔、固體的粉碎、乳化、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等,在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛應用。
超聲波是一種機械振動在媒質中的傳播過程,其頻率一般在20kHz以上。超聲波的應用很廣泛,利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應,可進行超聲焊接、鑽孔、固體的粉碎、乳化、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等,在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛應用。
超聲波的用途
1、醫學超聲波檢查:醫學超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性,即將超聲波發射到人體內,當它在體內遇到界面時會發生反射及折射,並且在人體組織中可能被吸收而衰減。因為人體各種組織的形態與結構是不相同的,因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同,醫生們正是通過儀器所反映出的波型、曲線,或影象的特徵來辨別它們。此外再結合解剖學知識、正常與病理的改變,便可診斷所檢查的器官是否有病。
2、超聲除油:將黏附有油污的製件放在除油液中,並使除油過程處於一定頻率的超聲波場作用下的除油過程,稱為超聲波除油。引入超聲波可以強化除油過程、縮短除油時間、提高除油質量、降低化學葯品的消耗量。尤其對復雜外形零件、小型精密零件、表面有難除污物的零件及絕緣材料製成的零件有顯著的除油效果,可以省去費時的手工勞動,防止零件的損傷。
⑹ 超聲波在生活中的用途
超聲波在生活中的用途:超聲波可用於檢測、清洗、殺菌消毒等,常用在醫學、軍事、工業、農業方面。超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波,因其頻率下限大於人的聽覺上限而得名。
拓展資料:
超聲波的方向性好,穿透能力強,易於獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,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。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。
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。
⑺ 超聲波在生活中還有什麼用途呢
超聲波在生活中可用於檢測、清洗、殺菌消毒等,常用在醫學、軍事、搜彎工業、農業方面。
超聲波的方向性好,穿透能力強,易於獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,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。
超聲波探傷儀利用超聲波穿透能力很強的特點,可以製成超聲波探傷儀探查金屬內部有無氣泡或裂縫等。超聲波除油將黏附有油污的製件放在除油液中,並使除油過程處於一定頻率的超聲波場作用下的除油過程,稱為超聲波除油。
超聲波的特點
1、超聲波在傳播時,波長短,方向性強,能量易於集中。
2、超聲波能在各種不同媒質中傳播,且可傳播足夠遠的距離。
3、超聲波與傳聲媒質的相互作用適中,易於攜帶有關傳聲媒質狀態的信息診斷或對傳聲媒質產生效用及治療。
4、超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播。
5、超猛告聲波可傳遞能量。
6、超聲世知悶波會產生反射、干涉、疊加和共振現象。
7、能量大,聲強與振幅,質點震動頻率的關系I=1/2ρCA^2ω^2,相同振幅條件下,能量與頻率的平方正比。