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超声波怎么反射的

发布时间:2022-07-12 05:50:08

A. 超声波穿透能力强,那为什么会反射呢

SDT中国联络中心昆山祺迈测控工程师回答:超声波穿透的多,还是反射的多,看阻挡介质,比如一般的薄板,硬纸板,超声波很容易就穿透过去,反射的就会少,但也会消弱,但如果是墙体,超声波几乎穿透不了,反射的就会很多,因为超声波也是声音,遵循音波的传递特性

B. 超声波的原理是什么啊

1超声波简介

我们把频率高于20KHz的声波称为超声波,超声波具有良好的方向性和穿透能力,特别是在水中,传播距离更远。无论是在军事上、农业上还是在生活中都有广泛的应用,可以用来测速度、测距离、消毒杀菌、清洗、焊接等。

人耳能听到的超声波频率范围大概是20Hz-20KHz,超声波的频率大于人类听觉上限,因此叫做“超声波”。

超声波与普通声波一样,也具有反射、折射、衍射、散射等特点,但是超声波的波长较短,有的是几厘米,低至千分之几毫米。波长越短,声波的衍射特性就越差,可以在介质中稳定地进行直线传播,因此波长较短的超声波具有很强的直线传播能力。众所周知,声音在空气中传播时,会推动空气中的粒子振动做功,而声波功率的大小表示声波做功快慢,在相同环境下,声波的频率越高功率就越大。超声波的频率大于20KHz,因此超声波的功率较高。

超声波主要有两个参数:

频率:F≥20000Hz(通常把F≥15000Hz的声波也称为超声波);

功率密度:p=发射功率(W)/发射面积(cm2);通常p≥0.3w/cm。

超声波具有如下特性:

(1)超声波具有在气体、液体、固体等介质中进行效传播的能力。

(2)超声波具有很强的传递能量的能力。

(3)超声波具有反射特性,还会产生干涉、叠加和共振现象。

(4)超声波在液体介质中传播时,可在界面上产生空化现象和强烈的冲击。

超声波的特性及工作原理

2超声波用途

超声波在生活中的很多方面都有应用,主要有以下几个方面:

1)医学方面

在医学方面,超声波主要应用为医学诊断与临床治疗。医学诊断中,超声波的主要应用为B超。由于超声波具有反射、折射等特点,如果将超声波发射到人体内,它就会在人体内部发生反射,人体内部各个形状大小都不一样,因此反射回来的声波方向、强度等信息也不同,医生通过对反射回来的声波进行分析,再结合一些医学方面的专业知识,就可以知道人体内部的某些部位是否产生病变。

在临床治疗中,超声波主要被用来杀死肿瘤细胞和超声针灸,我们知道超声波的功率很大,利用医学影像技术,将多束超声波聚焦在病变的细胞上,控制好照射的强度和时间,短时间的温度将达到70~100℃,在保护周围组织的同时杀死了病变细胞。

超声针灸就是利用超声波技术来刺激穴位,这种疗法对组织没有损伤,而且具有无痛、无不适应等优点,在治疗小孩子或者一些害怕针灸的患者时有很好的效果。此外,超声波在体外碎石,理疗、牙科等方面也经常使用。

2)超声清洗

超声清洗主要基于空化作用,空化作用总体上就是在有压力和无压力作用时,每一秒都进行着几万次这样的变换,超声波在液体内部不断地进行透射作用,在没有压力作用时,液体内部就会出现真空核泡群,在有压力作用时,真空核泡群在压力的作用下产生强大的冲击力,因此可以带走物体表面的污垢,完成清洗工作。一些表面凹凸不平的器件,或者特别小难以清洗的部件,例如钟表、电子元器件、电路板等都可以达到很好的清洗效果。而且随着超声波频率的升高,空化作用的效果会减弱,因此超声波清理的效果很好却不会伤害到器件表面。

3)超声测距

由于超声波的波长相对较短,具有良好的方向性和穿透能力,能量消耗的比较慢,在介质中传播距离较远。而且超声测距的原理简单,比其他的测距方式都方便容易操作,计算也比较简便,测量精度也能满足要求,因此在一些移动式机器人或者导盲系统中有广泛的应用。

C. 蝙蝠的超声波为什么遇到障碍物就会反射回来

因为超声波,是一种波长比较短的机械波。人耳能听到的声波波长比超声波长,当障碍物较小时,不易形成反射。因为声波的波长较长,只有当障碍物比较大时,例如遇到一面墙壁、一面山坡,才能形成比较明显的声波反射。而超声波不同,超声波的波长比较短,相对较小的障碍物即可形成反射。因此,蝙蝠发出的超声波当遇到障碍物就会反射回来。在通常情况下,超声波在遇到不同的媒质界面时,比较容易形成反射和透射。这正是超声波用于诊断疾病一个主要依据。


D. 超声波的反射和折射有什么特性发生反射和折射的工作原理

超声波的反射和折射。当超声波从一种介质传播到另一种介质时,在两介质的分界面上将发生反射和折射。其中,能返回原介质的称为反射波;透过介质表面,能在另一种介质内继续传播的称为折射波。在某种情况下,超声波还能产生表面波。各种波型都符合反射和折射定律。

E. 超声波的工作原理是什么

频率高于人的听觉上限(约为20000赫)的声波,称为超声波,或称为超声。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性——超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,这一特性就越显著。功率特性——当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用——当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,起到了很好的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,并且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
我们知道正确的波的物理定义是:振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件:一是振动源,二是传播介质。波的分类一般有如下几种:一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时,称为横波。当振动方向与传播方向一致时,称为纵波。二是根据频率分类,我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ,所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波,超过这个范围的波叫超声波。
波在物体里传播,主要有以下的参数:一是速度V,二是频率F,三是波长λ。三者之间的关系如下:V=F.λ。波在同一种物质中传播的速度是一定的,所以频率不同,波长也就不同。另外,还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减,传播的距离越远,能量衰减也就越厉害,这在超声波加工中也属于考虑范围。
超声波在塑料加工中的应用原理:
塑料加工中所用的超声波,现有的几种工作频率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙,在加压的情况下,使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化,使接触位塑料熔合,达到加工目的。

F. 超声波是怎样的

19世纪时,德国科学家克拉尼通过实验得出:2万赫兹是人耳所能听到的声波的上限。后来人们就把这种超过2万赫兹的人耳不能听到的声波叫做超声波。

超声波有两个很重要的特性:第一是它的定向性。由于超声波的频率很高,所以波长很短,因此它可以像光那样沿直线传播,而不像那些波长较长的声波会绕过物体前进。超声波碰到障碍物就会反射回来,通过接收和分析反射波,就可以测定障碍物的方向和距离。在自然界里,蝙蝠就是用口器发出超声波,用耳朵接收反射波来判辨障碍物的,因此它在漆黑的岩洞里能够飞翔自如,还能准确无误地捕捉到小飞虫呢!

超声波的第二个特点是它在水里能传播很远的距离。在空气中,3万赫兹的超声波前进24米,强度就减弱过半;而在水里,它前进44千米强度才减弱一半,是空气中传播距离的1800倍左右。由于光和其他电磁波在水里步履维艰,走不了多远,因此超声波便成了探测水中物体的首选工具了。

G. 为什么超声波遇到障碍物会反射

任何遇到障碍物的“东西”都会出现反射,声波也不例外,只是声波的反射与否,视声波的波长与障碍物尺度的比值而论。

一般说来,只要障碍物尺度大于1∕4声波波长就会出现声波反射,超声波频率很高,波长很短,所以超声波遇到障碍就会反射。

超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,该特性就越显著。



(7)超声波怎么反射的扩展阅读:

在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗,其原理可用“空化”现象来解释:超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时,其功率密度为0.35W/cm²,这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压。

但实际上无负压存在,因此在液体中产生一个很大的压力,将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,在超声波压强反向达到最大时破裂,由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。

这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。太小的声强无法产生空化效应。

H. 超声波是怎样反射的

超声波从一种介质入射到另一种声阻抗不同的介质时,在两种介质的界面上将有反射现象发生,一部分入射超声波将返回第一介质,反射率的大小与两种介质的声阻抗差异大小有关,反射的角度与入射角度相关。

I. 超声波的反射

1、超声波的发射处可以收到反射回来的信号,但通常是目标垂直的那一个面反射回来的信号,如果目标面积很大,极光滑,又是倾斜的,那么反馈回来的信号就很难被检测到了。
2、通过超声波的某些性质来判断反射面的特征,我想也许能区分出冰和水吧,它们主要有三个特点:
a、固体 vs 液体,反射强度有差异;
b、反射面都是水平的;
c、反射面积都差不多。
因此可以通过反馈信号的强度来判断。
但如果不能满足这三条,那么是很难检测出目标材质的特点的,用超声波只能测出反馈信号的强度,顶多再含点多普勒移动信息,但目标不同材质反射的差异远小于它的反射角度带来的差异,也就是说,你把目标从一块铁换成一块木头,在超声波信号看来,可能没有把这块铁挪个位置过倾斜一下带来的影响更大。

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