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超声波育种是什么意思

发布时间:2022-08-07 07:21:22

A. 超声波在各领域有哪些应用

超声波在各领域的应用:
1、工程学方面的应用:水下定位与通讯、地下资源勘查等;

2、生物学方面的应用:剪切大分子、生物工程及处理种子等;
3、诊断学方面的应用:A型、B型、M型、D型、双功及彩超等;
4、治疗学方面的应用:理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等。
声波是属于声音的类别之一,属于机械波,声波是指人耳能感受到的一种纵波,其频率范围为16Hz-20KHz。当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波,高于20KHz则称为超声波声波。
它方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。
超声波可以根据原理分可以分为检测超声和功率超声。
产生原理:
声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。 超声波是指振动频率大于20000Hz以上的,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的上限(20000Hz),人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械振动,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同点是超声频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性,目前腹部超声成象所用的频率范围在 2∽5兆Hz之间,常用为3∽3.5兆Hz(每秒振动1次为1Hz,1兆Hz=10^6Hz,即每秒振动100万次,可闻波的频率在16-20,000HZ之间)。
超声特性:
1、超声波在传播时,方向性强,能量易于集中。
2、超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离。
3、超声波与传声媒质的相互作用适中,易于携带有关传声媒质状态的信息诊断或对传声媒质产生效用及治疗。
4、超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。
5、超声波可传递很强的能量。
6、超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。

B. 超声波的应用与次声波的应用

超声波的应用:

1、超声处理

利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。

2、超声波清洗

清洗的超声波应用原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质, 清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡,存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下振动。

当声压达到一定值时,气泡迅速增长,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压力,破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子即脱离,从而达到清洗件表面净化的目的。

次声波的应用:

1、研究自然次声的特性和产生机制,预测自然灾害性事件。例如台风和海浪摩擦产生的次声波,由于它的传播速度远快于台风移动速度,人们利用一种叫“水母耳”的仪器,监测风暴发出的次声波,即可在风暴到来之前发出警报。利用类似方法,也可预报火山爆发、雷暴等自然灾害。

2、通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性,可探测某些大规模气象过程的性质和规律。如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动等。

3、次声在军事上的应用,利用次声的强穿透性制造出能穿透坦克、装甲车的武器。次声武器,一般只伤害人员,不会造成环境污染。

(2)超声波育种是什么意思扩展阅读:

超声波的特点:

1、超声波在传播时,方向性强,能量易于集中。

2、超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离。

3、超声波与传声媒质的相互作用适中,易于携带有关传声媒质状态的信息诊断或对传声媒质产生效用。

次声波的特点:

1、次声波的特点是来源广、传播远、能够绕过障碍物传得很远。次声的声波频率很低,在20Hz以下,波长却很长,传播距离也很远。

2、它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远。例如,频率低于1Hz的次声波,可以传到几千以至上万千米以外的地方。

3、次声波具有极强的穿透力,不仅可以穿透大气、海水、土壤,而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物,甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。

C. 超声波对农业,工业,医疗,军事方面的作用急!急!急!急!急!急!急!急!

1、超声波的应用
1.超声检验。超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。
2.超声处理。利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。
3.基础研究。超声波作用于介质后,在介质中产生声弛豫过程,声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程,并在宏观上表现出对声波的吸收(见声波)。通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构,这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。普通声波的波长远大于固体中的原子间距,在此条件下固体可当作连续介质 。但对频率在1012赫以上的 特超声波 ,波长可与固体中的原子间距相比拟,此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的 ,称为声子(见固体物理学)。特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究,以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域——
2超声波在农业中的应用
2.1 超声波处理与加工的基本原理
超声波处理与加工设备主要是由四个部分组成:超声波发生器、换能器、超声波聚能器及超声波发生器和换能器之间的匹配电路。如图1所示,超声波发生器产生一定高频电能提供给超声换能器,由超声换能器将电能量转化成机械能,然后通过超声波聚能器将机械能放大,将声能作用在待处理的物质上。超声波的生物效应应用十分广泛,其主要的生物效应是源于空化作用引起的机械效应和热效应等。超声波处理与加工的基本原理主要是利用液体动力学的空化现象。超声空化是指超声波激活气泡的各种动力表现,这些表现可能是较为有规律而缓和的稳态空化或者是很激烈而短暂的瞬态空化。瞬态空化泡绝热收缩至崩溃瞬间,泡内可呈现高温和几千个大气压的高压,并伴有强大的冲击波或射流等。超声波的辐照因其机械作用,能使液体媒质质点运动增强,质量传输加速,还能影响边界层、膜、细胞壁和液泡。超声的空化作用还能破坏细胞并使酶变性等。以下所举的超声波在农业中的一些新应用基本上都是循着上述的基本原理而实现的。
2.2 超声测定土壤中的铅[1]
铅是一种对人体有害的元素,它是土壤分析中的常测元素。采用悬浮液直接进样火焰原子吸收光谱法测定土壤中的铅时,由于土壤样品的取样量大,使得悬乳液的粘度大、不易分散均匀而影响进样的缺点。采用先用超声波处理悬浮液后进样的方法,可使进样顺利和使悬浮液稳定时间延长;十二烷基硫酸钠(SDS)增敏可以提高悬浮液直接进样火焰原子吸收光谱法测定的灵敏度。该方法快速、简单、准确,适用于各种土壤样品中铅的测定。
2.3 超声处理种子
超声育种,应用超声波处理种子,早在前苏联就已有了不少研究。根据外国文献所载,少量的超声波能刺激细胞分裂,中等量的超声波会抑制细胞分裂,大量的能引起细胞死亡。在上世纪,就有人用超声波对菠菜和白菜种子进行实验。其实验结果显示,在对白菜种子用超声波处理1分钟和2分钟时,其种子的发芽率为92%~96%,而未用超声波处理的白菜种子发芽率为88%。在对菠菜种子用超声波处理1分钟后,其出土率为85%,而未用超声波处理的菠菜种子出土率为40%[2] 。用超声波处理的种子在日后增产也比较显著。低频脉冲超声波对小麦幼苗变异较明显。经超声波照射的水培变异幼苗,出现率为8.57±8.25%,对照的自然变异出现率为1.00±1.28%;田间种植变异幼苗出现率为18.21±2.54%,对照的自然变异出现率为14.58±2.59%。经照射的咸农68小麦单株粒重超过亲本的家系达55.17%,超亲达1%显著水准占超亲家系87.50%。经照射的四方穗小麦,单株粒重超亲家系达69.23%,达到1%显著水准的超亲家系占77.78[3] 。
2.4 超声处理对植物生长的影响
超声培苗,与其他环境应力一样,超声波作为应力的一种作用形式,对植物的生长发育有重要的影响。近年来,在超声处理下,从对植物生长变化的宏观观察到对植物生理生化的研究,从对植物细胞、组织、分裂生长的影响研究到对超声处理对植物作用机理的探讨,均取得了很多的成效。超声处理可以影响植物体或者某些器官的生存和生长。对器官生长影响的研究主要集中在根上,温和的超声处理能促进生根[4] 。植物细胞经超声波处理,出现了一致现象,即低剂量、短时间的温和处理能明显加速和诱导植物细胞的分裂,刺激细胞生长,加速原生质体的蛋白合成;而处理时间延长,处理剂量加大则会造成负面的不可恢复的影响。利用超声波对保鲜液处理,能使插花推迟鲜重始降时间,增大最大花茎,延长插花寿命[5,6] 。可见,一定频率和强度的超声波处理可以强化植物的一些生理生化指标,促进植物的生长发育。
2.5 超声处理对植物呼吸作用的影响
关于植物呼吸作用的研究一直是植物生理学研究的一个热点,特别对农作物来说,其呼吸作用的大小直接关系到产量的高低,所以它的研究对农业的发展具有十分重要的理论和实际意义。1975年Albu E研究发现低频率超声波(25kHz)处理蔬菜之后,一年生植物(如番茄和黄瓜)的呼吸强度下降,而两年生植物(如卷心菜和洋葱)的呼吸强度上升[7] 。自此我们可以推测,利用超声处理相关的农作物可以提高作物的产量。
2.6 超声波犁田
传统的翻地犁需要笨重的机器牵引,这不仅会压实深层的土壤,使其不能保持水分和养料;而且翻起的地表土会被风和雨水侵蚀。这是许多农民的一大心病。此外,由于多次的翻犁,植物的根以及腐烂的残留植物被翻出地表,他们会散发出二氧化碳气体。约旦的农机工程师奈达·阿布哈德发明了利用超声波松土。他的实验结果显示:松土可达土壤深度20cm。这完全满足了一般农作物的松土深度。
2.7 超声处理植物根系[8]
糖类是植物体内的主要成分之一,可溶性糖主要指的是单糖和低聚糖。磷酸单糖在植物细胞中的含量不高,但它们都是光合作用及呼吸作用过程中的主要中间产物,在代谢过程中极为重要。经超声波刺激后,根系中的可溶性糖含量比对照组高大约29.6%。丰富的蛋白质是细胞进行一系列生理活动的物质基础,经过超声波刺激后,根系中的可溶性蛋白增加了35.3%,高水平的可溶性蛋白质含量保证了细胞旺盛的分裂生长能力,这说明了经过超声波刺激后,植物根部细胞分裂旺盛,生长能力强。
2.8 超声除虫[9]及促进蚕卵孵化
用250W-CFS 超声波发生器(中原电子仪器厂出品)匹配自带的清洗槽,果实内已生有虫子的板栗浸在清洗槽里的自来水中,在19.5~20.5kHz下,开机处理15min,结束后去水晾干,保存2周。切开板栗果实检查,长10mm左右的幼虫仍存活,而6mm以下的幼虫死亡。加长处理时间, 虫子的死亡率基本一致。另外,有人曾用类似的方法及设备处理过蚕卵(约半分钟内),直接结果是蚁蚕的孵化时间达到基本一致;追踪结果为比同样条件下长大的成虫做的蚕茧的抽丝率提高。也曾有人试图用超声处理水果(苹果、梨等)中害虫,但大多无果而终。
2.9超声催产
3.超声波在工业的应用
超声波物位 液位计
超声波流量计
超声波探伤仪
超声波限位开关
超声波清洗装置
应用行业:
行业类别 电子及电
器工业机器 光学机械、宝
石加工、钟表业 汽车、摩
托车产业 化纤纺织 食品
酿造 航空、飞机行业
4.超声波在军事的应用
声波武器
一般人认为,声音与听觉是连在一起的,但它作为一种空气波,在聚焦后可成为
攻击武器,对许多人来说,这恐怕还是件新鲜事。近日,位于美国加州圣地亚哥
市的美国技术公司就研制出一种用声波作子弹的枪。
主动声纳:基本原理同蝙蝠探路。

D. 超声波的应用(详细点的)

我们的耳朵只能分辨频率为二十至二万赫的声音,频率比人的听频范围高的声波就叫做超声波。不同的动物可听到的声波频率范围不尽相同。狗可以听到一些超声波,所以狗只训练员可以用超声波哨子呼唤狗儿。超声波对于蝙蝠更为重要,这种动物是靠超声波来「看」世界的!
蝙蝠先会发出一连串超声的尖叫声,声波遇到障碍物便会反射,就像我们向山谷拍手会听到回声一样。由于超声波的频率高,相对较少出现绕射现象,所以回声十分清晰。蝙蝠分析回声的方向和回传时间,便可以知道环境的精确图像。人们根据蝙蝠「看」事物的原理,发明了声纳探测器,用来测量水深。船只上的发射器先向海底发射超声波,再由另一些仪器接收和分析反射回来的讯息,从而得到整个海床的面貌。
医学的超声波扫描术可说是超声波最重要的应用。超声波扫描不涉及有害的辐射,远比 X-射线等检验工具安全,所以常用于产前检查 (右图)。医生会将一个发出高频超声波 (频率为1-5 兆赫) 的手提换能器,贴着母亲的肚皮进行扫描。声波到达各种身体组织的边界时会有不同程度的反射 (例如液体及软组织的边界、软组织及骨的边界)。接收器收到反射波,便可计算出反射的强度及反射面的距离,以分辨不同的身体组织,并得到胎儿的影像。接收器使用了压电的原理,把超声波所产生的压力转变成电子讯号,再输送到仪器分析。超声波扫描可以帮助医生量度胎儿的大小以确定产期,检查胎儿的性别、生长速度、头的位置是否正常向下、胎盘的位置是否正常、阳水是否足够,与及监察抽阳水的过程,以保障胎儿的安全等。此外,超声波扫描术也用于妇科检查,它可以帮助医生有效地把生长在乳房或卵巢的恶性组织分辨出来。
超声波扫描术的两个重要分支-多普勒超声波扫描术和立体超声波成像技术,更扩大了超声波在医学上的用途。
多普勒超声波扫描术已应用了颇长的时间,这技术利用了波动的多普勒效应。反射超声波物体的运动,会改变回声的频率;当物体正向着接收器移动时,频率便会升高,相反当物体正在远去时,频率便会降低。从回声的频率改变,仪器便可计算到物体的运动速度。多普勒超声波扫描术主要用于检查血液在心脏及主要动脉中的流动速度。血液的流动情况会以一个颜色的影像显示出来,不同的颜色代表不同的流速 (右图)。这有助医生及早发现胎儿先天性心脏毛病。
立体超声波成像技术是很新的技术。检查员首先从多个不同角度拍摄胎儿的二维超声波影像,然后利用计算机技术合成胎儿的立体影像。利用这技术可清晰地显示胎儿的样貌 (下图),甚至摄录到胎儿细致如踢脚或转身等动态,实在为准父母带来不少惊喜。外表的缺憾如兔唇、多指甚至细如斑痣等都可以清楚地显示出来。立体成像技术将会成为未来超声波技术研究的重点。
此外,高频的超声波带有强大的振动能。将超声波入射载满水的容器,再放入需要的清洗的对象,水的振动便可去除对象上的尘垢,而不需直接接触对象的表面。眼镜公司替我们洗眼镜时就是用这种方法。如果将高能超声波聚焦,能量甚至足以震碎石块,所以可以用来击碎体内结石,使患者免受手术之苦。

E. 超声波是什么意思请简短说。

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。

超声波的波长相对来说比声波要短,通常的障碍物都会比超声波的波长大很多,所以说超声波的衍射能力不是很强,在介质一定密度不变的情况下,超声波能够沿着波的方向一致沿直线传波,超声波的波长相对来说越短的话,直射能力就越好。

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,所以说超声波跟声波相比呢,超声波的功率比声波要大很多的。

(5)超声波育种是什么意思扩展阅读

超声波在液体中随着液体的缝隙传播开时,液体的分子受到超声波的能量的传递,而具有能量,分子相互作用而产生大量的气泡,这些气泡构成了空化的前提条件,能量聚集到一定的程度的时候气泡破裂产生巨大的能量把整个液体破费,空化作用常常用于超声波清洗机、以及小型超声波清洗机的与原理应用。

超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。

超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术 。把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上,从试样透出的超声波携带了被照部位的信息(如对声波的反射、吸收和散射的能力)。

经声透镜汇聚在压电接收器上,所得电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。

超声波在,渔业上有很多的应用。可用于测距、测速、测障、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒、检查金属产品的缺陷、焊接铝金属、洗衣服、在坡璃上钻孔、以及寻找沉没了的船只等。

F. “超声波”是如何进行应用的

超声波有两个特点,一个是能量大,一个是沿直线传播。它的应用就是按照这两个特点展开的。
1.军事应用,常说最先进的科技最先用于军事。主动声纳:基本原理同楼上所说蝙蝠探路。

2.医学应用,M型超声检查仪、B型超声检查仪、多普勒效应彩色超声检查仪,基本原理均同楼上所说蝙蝠探路,其中M超屏显大概为频谱,B超屏显为双色点阵图,彩超屏显可分辨血流方向(基于多普勒效应)。

3.工业应用,超声乳化可将材料粉碎到极小的微粒,超声雷达可行近距离浅表探测物体移动速度及材料内部缺陷。

4.日常应用,超声驱蚊人工模拟雄蚊所发出的特征性超声来驱赶会吸血的雌蚊具有无烟无臭无害的优点,超声洗涤同楼上所述,超声遥探器类似于普通红外遥探器。

5.农业应用:超声育种,超声培苗,超声催产。

G. 超声波应用于农业、工业、医疗、军事有什么好处

1.超声检验.超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术.
2.超声处理.利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用.
3.基础研究.超声波作用于介质后,在介质中产生声弛豫过程,声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程,并在宏观上表现出对声波的吸收(见声波).通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构,这方面的研究构成了分子声学这一声学分支.普通声波的波长远大于固体中的原子间距,在此条件下固体可当作连续介质 .但对频率在1012赫以上的 特超声波 ,波长可与固体中的原子间距相比拟,此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构.点阵振动的能量是量子化的 ,称为声子(见固体物理学).特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用.对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究,以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域——
2超声波在农业中的应用
2.1 超声波处理与加工的基本原理
超声波处理与加工设备主要是由四个部分组成:超声波发生器、换能器、超声波聚能器及超声波发生器和换能器之间的匹配电路.如图1所示,超声波发生器产生一定高频电能提供给超声换能器,由超声换能器将电能量转化成机械能,然后通过超声波聚能器将机械能放大,将声能作用在待处理的物质上.超声波的生物效应应用十分广泛,其主要的生物效应是源于空化作用引起的机械效应和热效应等.超声波处理与加工的基本原理主要是利用液体动力学的空化现象.超声空化是指超声波激活气泡的各种动力表现,这些表现可能是较为有规律而缓和的稳态空化或者是很激烈而短暂的瞬态空化.瞬态空化泡绝热收缩至崩溃瞬间,泡内可呈现高温和几千个大气压的高压,并伴有强大的冲击波或射流等.超声波的辐照因其机械作用,能使液体媒质质点运动增强,质量传输加速,还能影响边界层、膜、细胞壁和液泡.超声的空化作用还能破坏细胞并使酶变性等.以下所举的超声波在农业中的一些新应用基本上都是循着上述的基本原理而实现的.
2.2 超声测定土壤中的铅[1]
铅是一种对人体有害的元素,它是土壤分析中的常测元素.采用悬浮液直接进样火焰原子吸收光谱法测定土壤中的铅时,由于土壤样品的取样量大,使得悬乳液的粘度大、不易分散均匀而影响进样的缺点.采用先用超声波处理悬浮液后进样的方法,可使进样顺利和使悬浮液稳定时间延长;十二烷基硫酸钠(SDS)增敏可以提高悬浮液直接进样火焰原子吸收光谱法测定的灵敏度.该方法快速、简单、准确,适用于各种土壤样品中铅的测定.
2.3 超声处理种子
超声育种,应用超声波处理种子,早在前苏联就已有了不少研究.根据外国文献所载,少量的超声波能刺激细胞分裂,中等量的超声波会抑制细胞分裂,大量的能引起细胞死亡.在上世纪,就有人用超声波对菠菜和白菜种子进行实验.其实验结果显示,在对白菜种子用超声波处理1分钟和2分钟时,其种子的发芽率为92%~96%,而未用超声波处理的白菜种子发芽率为88%.在对菠菜种子用超声波处理1分钟后,其出土率为85%,而未用超声波处理的菠菜种子出土率为40%[2] .用超声波处理的种子在日后增产也比较显著.低频脉冲超声波对小麦幼苗变异较明显.经超声波照射的水培变异幼苗,出现率为8.57±8.25%,对照的自然变异出现率为1.00±1.28%;田间种植变异幼苗出现率为18.21±2.54%,对照的自然变异出现率为14.58±2.59%.经照射的咸农68小麦单株粒重超过亲本的家系达55.17%,超亲达1%显著水准占超亲家系87.50%.经照射的四方穗小麦,单株粒重超亲家系达69.23%,达到1%显著水准的超亲家系占77.78[3] .
2.4 超声处理对植物生长的影响
超声培苗,与其他环境应力一样,超声波作为应力的一种作用形式,对植物的生长发育有重要的影响.近年来,在超声处理下,从对植物生长变化的宏观观察到对植物生理生化的研究,从对植物细胞、组织、分裂生长的影响研究到对超声处理对植物作用机理的探讨,均取得了很多的成效.超声处理可以影响植物体或者某些器官的生存和生长.对器官生长影响的研究主要集中在根上,温和的超声处理能促进生根[4] .植物细胞经超声波处理,出现了一致现象,即低剂量、短时间的温和处理能明显加速和诱导植物细胞的分裂,刺激细胞生长,加速原生质体的蛋白合成;而处理时间延长,处理剂量加大则会造成负面的不可恢复的影响.利用超声波对保鲜液处理,能使插花推迟鲜重始降时间,增大最大花茎,延长插花寿命[5,6] .可见,一定频率和强度的超声波处理可以强化植物的一些生理生化指标,促进植物的生长发育.
2.5 超声处理对植物呼吸作用的影响
关于植物呼吸作用的研究一直是植物生理学研究的一个热点,特别对农作物来说,其呼吸作用的大小直接关系到产量的高低,所以它的研究对农业的发展具有十分重要的理论和实际意义.1975年Albu E研究发现低频率超声波(25kHz)处理蔬菜之后,一年生植物(如番茄和黄瓜)的呼吸强度下降,而两年生植物(如卷心菜和洋葱)的呼吸强度上升[7] .自此我们可以推测,利用超声处理相关的农作物可以提高作物的产量.
2.6 超声波犁田
传统的翻地犁需要笨重的机器牵引,这不仅会压实深层的土壤,使其不能保持水分和养料;而且翻起的地表土会被风和雨水侵蚀.这是许多农民的一大心病.此外,由于多次的翻犁,植物的根以及腐烂的残留植物被翻出地表,他们会散发出二氧化碳气体.约旦的农机工程师奈达·阿布哈德发明了利用超声波松土.他的实验结果显示:松土可达土壤深度20cm.这完全满足了一般农作物的松土深度.
2.7 超声处理植物根系[8]
糖类是植物体内的主要成分之一,可溶性糖主要指的是单糖和低聚糖.磷酸单糖在植物细胞中的含量不高,但它们都是光合作用及呼吸作用过程中的主要中间产物,在代谢过程中极为重要.经超声波刺激后,根系中的可溶性糖含量比对照组高大约29.6%.丰富的蛋白质是细胞进行一系列生理活动的物质基础,经过超声波刺激后,根系中的可溶性蛋白增加了35.3%,高水平的可溶性蛋白质含量保证了细胞旺盛的分裂生长能力,这说明了经过超声波刺激后,植物根部细胞分裂旺盛,生长能力强.
2.8 超声除虫[9]及促进蚕卵孵化
用250W-CFS 超声波发生器(中原电子仪器厂出品)匹配自带的清洗槽,果实内已生有虫子的板栗浸在清洗槽里的自来水中,在19.5~20.5kHz下,开机处理15min,结束后去水晾干,保存2周.切开板栗果实检查,长10mm左右的幼虫仍存活,而6mm以下的幼虫死亡.加长处理时间, 虫子的死亡率基本一致.另外,有人曾用类似的方法及设备处理过蚕卵(约半分钟内),直接结果是蚁蚕的孵化时间达到基本一致;追踪结果为比同样条件下长大的成虫做的蚕茧的抽丝率提高.也曾有人试图用超声处理水果(苹果、梨等)中害虫,但大多无果而终.
2.9超声催产
3.超声波在工业的应用
超声波物位 液位计
超声波流量计
超声波探伤仪
超声波限位开关
超声波清洗装置
应用行业:
行业类别 电子及电
器工业机器 光学机械、宝
石加工、钟表业 汽车、摩
托车产业 化纤纺织 食品
酿造 航空、飞机行业
4.超声波在军事的应用
声波武器
一般人认为,声音与听觉是连在一起的,但它作为一种空气波,在聚焦后可成为
攻击武器,对许多人来说,这恐怕还是件新鲜事.近日,位于美国加州圣地亚哥
市的美国技术公司就研制出一种用声波作子弹的枪.
主动声纳:基本原理同蝙蝠探路.

H. 超声波是如何应用在农业的

超声波在农业中的应用及前景展望

超声波是指频率高于人耳听觉上限的声波。在自然界中超声波也是广泛存在的,只是人耳听不见而已。超声波易于进入海水、地层、人体及很多固体和液体,几乎能穿透任何材料。因此,在采集材料内部信息方面与光波、电磁波相比,超声波有其独特的本领。更重要的是,可以利用较大声率或较高声强度的超声波能量来改变材料的某些状态或对生物的发育生长产生某些重要的影响。本文结合有关研究课题,简要报道了超声在在农业中的一些新应用及其前景展望。

1超声在农业中的应用

1.1超声波处理与加工的基本原理

超声波处理与加工设备主要是由四个部分组成:超声波发生器、换能器、超声波聚能器及超声波发生器和换能器之间的匹配电路。如图1所示,通过超声波发生器产生一定高频电能提供给超声换能器。由超声换能器将电能量转化机械能,然后通过超声波聚能器将机械能放大,将声能作用在待处理的物质上。超声波处理与加工的基本原理主要是利用液体动力学的空化现象。超声空化是指超声激活气泡的各种动力表现.这些表现可能是较为有规律而缓和的稳态空化或者是很激烈而短暂的瞬态空化。瞬态空化泡绝热收缩至崩溃瞬间,泡内可呈现高温和几千个大气压的高压,并伴有强大的冲击波或射流等。超声波的辐照因其机械作用,能使液体媒质质点运动增强,质量传输加速,还能影响边界层、膜、细胞壁和液泡。超声的空化作用还能破坏细胞并使酶变性等。以下所举的超声在农业中的一些新应用基本上都是在循着上述的基本原理而实现的。

1.2超声测定土壤中的铅

铅是一种对人体有害的元素.它是土壤分析中的常测元素。采用悬浮液直接进样火焰原子吸收光谱法测定土壤中的铅时,由于土壤样品的取样量大,使得悬乳液的粘度大、不易分散均匀而影响进样的特点。采用先用超声波处理悬浮液后进样的方法,可使进样顺利和使悬浮液稳定时间长:十二烷基硫酸钠(sDS)增敏可以提高悬浮液直接进样火焰原子吸收光谱法测定的灵敏度。该方法快速、简单、准确。适用于各种土壤样品中铅的测定。

1.3超声处理对种子萌发率的影响

超声处理可以影响种子的萌发率.且这种影响具有种的特异性。研究发现在温和的超声处理条件下可以得到较高的种子萌发率.而延长超声处理的时间.处理时间超过其承受的最大值之后,种子胚的死亡率就会升高,种子的萌发力自然就会下降:因此.在讨论超声处理对种子萌发的影响时,不同的处理条件如超声处理的强度大小及处理时间长短都会不同程度影响种子的萌发,导致结果有所差异。

1.4超声处理对植物生长的影响

与其他环境应力一样,超声作为应力的一种作用形式。对植物的生长发育有重要的影响。超声处理可以影响植物体或者某些器官的生存和生长。对器官生长影响的研究要集中在根上,温和的超声处理能促进生根嘲。植物细胞经超声波处理,出现了一致现象,即低剂量、短时间的温和处理能明显加速和诱导植物细胞的分裂.刺激细胞生长,加速原生质体的蛋白合成;而处理时间延长,处理剂量加大则会造成负面的不可恢复的影响。利用超声波对保鲜液处理可以明显增加切花菊、香石竹等植物花枝鲜重,推迟鲜重始降天数,增大最大花茎,延长插瓶寿命。可见,一定频率和强度的超声波处理可以强化植物的一些生理生化指标,促进植物的生长发育。

1.5超声处理对植物呼吸作用的影响

关于植物呼吸作用的研究一直是植物生理学研究的一个热点,特别是对农作物来说,其呼吸作用的大小直接关系到产量的高低,所以它的研究对农业的发展具有十分重要的理论和实际意义。1975年 AlbuE研究发现低频率超声(25kHz)处理蔬菜之后,一年生植物(如番茄和黄瓜)的呼吸强度下降,而两年生植物(如卷心菜和洋葱)的呼吸强度上升。自此我们可以推测,利用超声处理相关的农作物可以提高作物的产量。

1.6超声波犁田

传统的翻地犁需要笨重的机器牵引,这不仅会压实深层的土壤,使其不能保持水份和养料;而且翻起的地表土会被风和雨水侵蚀。这是许多农夫的一大心病。此外,由于多次的翻犁,植物的根以及腐烂的残留植物被翻出地表,他们会散发出二氧化碳气体。约旦的农机工程师奈达?阿布哈德发明了利用超声波松土。他的实验结果显示:松土可达土壤深度20cm。这完全满足了一般农作物的松土深度。

1.7超声处理植物根系

糖类是植物体内的主要成分之一,可溶性糖主要指的是单糖和低聚糖。单糖的磷酸在植物细胞中的含量不高,但它们都是光合作用及呼吸作用过程中的主要中间产物。在代谢过程中极为重要。经声波刺激后,根系中的可溶性糖含量比对照组高大约29.6%。丰富的蛋白质是细胞进行一系列生理活动的物质基础,经过声波刺激后,根系中的可溶性蛋白增加了35.3%,高水平的可溶性蛋白质含量保证了细胞旺盛的分裂生长能力。这说明了经过声波刺激后,植物根部细胞分裂旺盛,生长能力强。

1.8超声除虫及促进蚕卵孵化

用250W-CFS超声发生器(中原电子仪器厂出品)匹配自带的清洗槽,在19.5~20.5kHz,果实内已生有虫子的板栗被浸在清洗槽里的自来水中,开机进行处理15分钟。结束后去水晾干,保存两周。切开板栗果实检查,长10mm左右的幼虫活,而6mm以下的幼虫死亡。加长时间处理,虫子的死亡率基本一致。另外,有人曾用类似的方法及设备处理过蚕卵(约半分钟内),直接结果是蚁蚕的孵化时间达到基本一致:追踪结果为同样条件下长大的成虫做的蚕茧的抽丝率提高;也曾有人试图用超声处理水果(如:苹果、梨等)水果中害虫,大多在当时条件下做些小实验后无果而终。

2有待解决的问题

超声波应用于农业是一个相对较早的研究领域,但目前还没有推广使用,仍处于探索阶段,要进一步发展其应用价值应主要从以下几个方面努力:

2.1理论研究完善问题

超声产生的生物效应不仅与生物组织受辐照的总剂量有关,更重要的是与照射剂量在空间与时间的分配有关。对于不同生物组织,这些关系有所不同。由于影响因素很多,目前取得的一些实验结果重复性尚不令人满意,规律性仍有待摸索,因而这方面的研究尚有大量工作可作。

2.2放大问题

目前.有关超声波产生的生物效应,虽然已在处理量小的情况下应用,但大多属于实验室研究,还缺乏放大使用的中间数据,反映过程的定量化描述.还没有规范化和定量化的尺度,故在超声波刺激生物的生物效应及机理、反应动力学和反应器的放大设计仍需要做大量的、充分的研究工作。

2.3协同性问题

虽然超声在农业生产方面具有极大优势.但超声波对生物体的作用是多方面的,这决定于超声波的频率、强度和作用时间。高强度的超声会破碎细胞,使酶失活。而低强度的超声可以促进细胞生长,增加酶活性,这使得超声波在农业中的应用具有双重性。所以,要使超声处理生物体从理论角度来看更合理,应将超声处理与其他处理技术联合使用,这样从技术上可行,经济上更为合理。

3超声在农业中应用的前景展望

3.1新型高效换能器的出现

磁致伸缩材料是传统的超声换能器材料,由于其性能稳定、功率容量大及机械强度好等优点,至今仍在一些特殊领域被继续应用,但其也有换能器的能量转换效率较低、激发电路复杂以及材料加工较困难等不足之处。随着压电陶瓷材料的大规模推广应用。在一个时期内磁致伸缩材料有被压电材料替代的迹象。然而,随着一些新型的磁致材料的出现,如铁氧体、稀土超磁致伸缩材料以及铁磁流体换能器材料等,磁致伸缩换能器又受到了人们的重视。可以预见,随着材料加工工艺的提高以及成本的降低,一些新型的磁致伸缩材料将在水声以及超声等领域中获得广泛的应用。目前,超声换能器的工作频率从常用的低频率(20kHz)发展到较高频率(几百千赫兹甚至数兆赫兹数量级),且换能器的工作频率也从单一的工作频率发展到多个工作频率。此外,新型的稀土超磁致伸缩材料的成功研制也为新型的磁致伸缩换能器的研制打下了坚实的基础。这些新型高效的换能器的成功研制必将使超声技术的应用范围扩大。

3.2超声技术在农业中的应用将有新的发展与提高

超声产生的生物效应不仅与生物组织受辐照的总剂量有关,更重要的是与照射剂量在空间与时间的分配有关。对于不同生物组织,这些关系有所不同。同时,超声也可与远红外线辐射育种和处理农作物种子的技术结合起来进行四,以诱发突变,从中选育出优良变异个体,通过一系列育种程序,培育新品种,国外已有了这种试验,效果还算不错;超声在药材种植生产上的应用前途和潜力还很大.对促进国家药材生产的发展具有较大的实际意义:超声为农、林、牧业上的人工增雨方面也作出了一定的贡献。目前在国内超声农业的应用,尚未引

起有关方面的足够重视。但从许多实验实践证明,超声农业中应用的可能性和多样性的潜力是很大的.它已显示出其威力和远大广阔前景。根据国内外已有的太空试验结果。作者预计。如果在地面用超声处理过的种子再带到太空去使其发芽生长.很可能会有更为神奇的结果出现。我们完全可以相信,用不了多长的时间,新型超声技术将会在为我国的社会主义农业现代化服务,提高农业生产率中,起到特有的作用。

I. 超声波为什么能加速种子萌芽

超声波可以增强种子中的酶的活性,有利于种子中的淀粉、蛋白质等物质转变为可溶性的物质,供胚吸收利用,加速种子萌芽。

同时,超声波又是一种弹性机 械波,在传播中也会产生化学、热效应等。由于它的机械和温热的直接作 用,可促使植物细胞内部物质的氧化、还原、分解和合成,因而增加了农作物的产量。

超声在介质中前进时所产生的效应。(超声在介质中传播是由反射而产生的机械效应)它可引起机体若干反应。超声振动可引起组织细胞内物质运动,由于超声的细微按摩,使细胞浆流动、细胞震荡、旋转、摩擦、从而产生细胞按摩的作用。

(9)超声波育种是什么意思扩展阅读:

超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术。把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上。

试样透出的超声波携带了被照部位的信息(如对声波的反射、吸收和散射的能力),经声透镜汇聚在压电接收器上,所得电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。

超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用,在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查,在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术,其原理与光波的全息术基本相同。

J. 超声波的性质和生物效应有哪些

性质:1.频率高,指向性好。2.波长短,不易发生衍射。3.功率大。
生物效应:空化效应、机械效应

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