A. 超聲測速儀基本原理
根據聲學多普勒效應,當向移動物體發射頻率為F的連續超聲波時,被移動物體反射的超聲波頻率為f,f與F服從多普勒關系。如果超聲發射方向和移動物體的夾角已知,就可以通過多普勒關系的v,f,F,c表達式得出物體移動速度v。
超聲波測速適合作流動物質中含有較多雜質的流體的流速測量,超聲多譜勒法只是其中一種 ,還有頻差法和時差法等等。
(1)超聲波怎麼使物體發生移動擴展閱讀:
測量方法
1、對於移動物體的速度測量多採用超聲多普勒法。
2、時差法測量沿流體流動的正反兩個不同方向發射的超聲播到達接收端的時差。需要突出解決的難題是這種情況下,由於聲速參加運算,而聲速受溫度的影響變化較大,所以不適合用在工業環境下等溫度變化范圍大的地方。
3、頻差法是時差法的改進,可以把分母上的聲速轉換到分子上,然後在求差過程中約掉,這就可以避開聲速隨溫度變化的影響,但測頻由於存在正負1誤差,對於精度高的地方,需要高速計數器。
4、還有就是回鳴法了,可以有效改進由於計數器正負1誤差帶來的測量誤差。
B. 超聲波的定義及應用原理
我們的耳朵只能分辨頻率為20至2萬赫的聲音,頻率比人的聽頻范圍高的聲波就叫做超聲波。不同的動物可聽到的聲波頻率范圍不盡相同。狗可以聽到一些超聲波,所以訓練員可以用超聲波哨子呼喚他的愛犬。超聲波對於蝙蝠更為重要,這種動物是靠超聲波來「看」世界的!
蝙蝠先會發出一連串超聲的尖叫聲,聲波遇到障礙物便會反射,就像我們向山谷拍手會聽到回聲一樣。由於超聲波的頻率高,相對較少出現繞射現象,所以回聲十分清晰。蝙蝠分析回聲的方向和回傳時間,便可以知道環境的精確圖像。人們根據蝙蝠「看」事物的原理,發明了聲納探測器,用來測量水深。船隻上的發射器先向海底發射超聲波,再由另一些儀器接收和分析反射回來的訊息,從而得到整個海床的面貌。
醫生所用的超聲波掃描術可說是超聲波最重要的應用。超聲波掃描不涉及有害的輻射,遠比 X-射線等檢驗工具安全,所以常用於產前檢查 。醫生會將一個發出高頻超聲波 (頻率為1-5 兆赫) 的手提換能器,貼著母親的肚皮進行掃描。聲波到達各種身體組織的邊界時會有不同程的反射 (例如液體及軟組織的邊界、軟組織及骨的邊界)。接收器收到反射波,便可計算出反射的強度及反射面的距離,以分辨不同的身體組織,並得到胎兒的影像。接收器使用了壓電的原理,把超聲波所產生的壓力轉變成電子訊號,再輸送到儀器分析。超聲波掃描可以幫助醫生測量胎兒的大小以確定產期,檢查胎兒的性別、生長速度、頭的位置是否正常向下、胎盤的位置是否正常、羊水是否足夠,與及監察抽羊水的過程,以保障胎兒的安全等。此外,超聲波掃描術也用於婦科檢查,它可以幫助醫生有效地把生長在乳房或卵巢中的惡性組織分辨出來。
超聲波掃描術的兩個重要分支——多普勒超聲波掃描術和立體超聲波成像技術,更擴大了超聲波在醫學上的用途。
多普勒超聲波掃描術已應用了頗長的時間,這技術利用了波動的多普勒效應。反射超聲波物體的運動,會改變回聲的頻率,當物體正向著接收器移動時,頻率便會升高,相反當物體正在遠去時,頻率便會降低。從回聲的頻率改變,儀器便可計算到物體的運動速度。多普勒超聲波掃描術主要用於檢查血液在心臟及主要動脈中的流動速度。血液的流動情況會以一個顏色的影像顯示出來,不同的顏色代表不同的流速。這有助醫生及早發現胎兒先天性心臟毛病。
立體超聲波成像技術是很新的技術。檢查員首先從多個不同角度拍攝胎兒的二維超聲波影像,然後利用電腦技術合成胎兒的立體影像。利用這技術可清晰地顯示胎兒的樣貌 ,甚至攝錄到胎兒細致如踢腳或轉身等動態,實在為准父母帶來不少驚喜。外表的缺憾如兔唇、多指甚至細如斑痣等都可以清楚地顯示出來。立體成像技術將會成為未來超聲波技術研究的重點。
此外,高頻的超聲波帶有強大的振動能。將超聲波入射載滿水的容器,再放入需要的清洗的物件,水的振動便可去除物件上的塵垢,而不需直接接觸物件的表面。眼鏡公司替我們洗眼鏡時就是用這種方法。如果將高能超聲波聚焦,能量甚至足以震碎石塊,所以可以用來擊碎體內結石,使患者免受手術之苦。
C. 聲波能讓東西移動位置么
當然了,聲波可以作為驅動機械的動力.實例嘛,相機用過吧,自動對焦的鏡頭很多就是用超聲波電機驅動的.單反的鏡頭有些寫著ultrasonic的,就是了.
另外,家裡用的超聲加濕器,就是用超聲波粉碎水,把水變成小水珠.
D. 超聲波的原理是什麼啊
1超聲波簡介
我們把頻率高於20KHz的聲波稱為超聲波,超聲波具有良好的方向性和穿透能力,特別是在水中,傳播距離更遠。無論是在軍事上、農業上還是在生活中都有廣泛的應用,可以用來測速度、測距離、消毒殺菌、清洗、焊接等。
人耳能聽到的超聲波頻率范圍大概是20Hz-20KHz,超聲波的頻率大於人類聽覺上限,因此叫做「超聲波」。
超聲波與普通聲波一樣,也具有反射、折射、衍射、散射等特點,但是超聲波的波長較短,有的是幾厘米,低至千分之幾毫米。波長越短,聲波的衍射特性就越差,可以在介質中穩定地進行直線傳播,因此波長較短的超聲波具有很強的直線傳播能力。眾所周知,聲音在空氣中傳播時,會推動空氣中的粒子振動做功,而聲波功率的大小表示聲波做功快慢,在相同環境下,聲波的頻率越高功率就越大。超聲波的頻率大於20KHz,因此超聲波的功率較高。
超聲波主要有兩個參數:
頻率:F≥20000Hz(通常把F≥15000Hz的聲波也稱為超聲波);
功率密度:p=發射功率(W)/發射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm。
超聲波具有如下特性:
(1)超聲波具有在氣體、液體、固體等介質中進行效傳播的能力。
(2)超聲波具有很強的傳遞能量的能力。
(3)超聲波具有反射特性,還會產生干涉、疊加和共振現象。
(4)超聲波在液體介質中傳播時,可在界面上產生空化現象和強烈的沖擊。
超聲波的特性及工作原理
2超聲波用途
超聲波在生活中的很多方面都有應用,主要有以下幾個方面:
1)醫學方面
在醫學方面,超聲波主要應用為醫學診斷與臨床治療。醫學診斷中,超聲波的主要應用為B超。由於超聲波具有反射、折射等特點,如果將超聲波發射到人體內,它就會在人體內部發生反射,人體內部各個形狀大小都不一樣,因此反射回來的聲波方向、強度等信息也不同,醫生通過對反射回來的聲波進行分析,再結合一些醫學方面的專業知識,就可以知道人體內部的某些部位是否產生病變。
在臨床治療中,超聲波主要被用來殺死腫瘤細胞和超聲針灸,我們知道超聲波的功率很大,利用醫學影像技術,將多束超聲波聚焦在病變的細胞上,控制好照射的強度和時間,短時間的溫度將達到70~100℃,在保護周圍組織的同時殺死了病變細胞。
超聲針灸就是利用超聲波技術來刺激穴位,這種療法對組織沒有損傷,而且具有無痛、無不適應等優點,在治療小孩子或者一些害怕針灸的患者時有很好的效果。此外,超聲波在體外碎石,理療、牙科等方面也經常使用。
2)超聲清洗
超聲清洗主要基於空化作用,空化作用總體上就是在有壓力和無壓力作用時,每一秒都進行著幾萬次這樣的變換,超聲波在液體內部不斷地進行透射作用,在沒有壓力作用時,液體內部就會出現真空核泡群,在有壓力作用時,真空核泡群在壓力的作用下產生強大的沖擊力,因此可以帶走物體表面的污垢,完成清洗工作。一些表面凹凸不平的器件,或者特別小難以清洗的部件,例如鍾表、電子元器件、電路板等都可以達到很好的清洗效果。而且隨著超聲波頻率的升高,空化作用的效果會減弱,因此超聲波清理的效果很好卻不會傷害到器件表面。
3)超聲測距
由於超聲波的波長相對較短,具有良好的方向性和穿透能力,能量消耗的比較慢,在介質中傳播距離較遠。而且超聲測距的原理簡單,比其他的測距方式都方便容易操作,計算也比較簡便,測量精度也能滿足要求,因此在一些移動式機器人或者導盲系統中有廣泛的應用。