1. 超声波原理
超声波是声波的一部分,是人耳听不见、频率高于20KHZ的声波,它和声波有共同之处,即都是由物质振动而产生的,并且只能在介质中传播。许多动物都能发射和接收超声波,其中以蝙蝠最为突出,它能利用微弱的超声回波在黑暗中飞行并捕捉食物。
超声波是一种在弹性介质中的机械振荡,有两种形式:横向振荡及纵向振荡。在工业中应用主要采用纵向振荡。超声波可以在气体、液体及固体中传播,其传播速度不同。另外,它也有折射和反射现象,并且在传播过程中有衰减。
(1)超声波复合机什么原理扩展阅读:
在空气中传播超声波,其频率较低,一般为几十KHZ,而在固体、液体中则频率可用得较高。在空气中衰减较快,而在液体及固体中传播,衰减较小,传播较远。利用超声波的特性,可做成各种超声传感器,配上不同的电路,制成各种超声测量仪器及装置,并在通讯,医疗家电等各方面得到广泛应用。
2. 超声波加工的机理是什么
在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在我国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度.这就是超声波加湿器的原理.咽喉炎.气管炎等疾病,呼唤斤年时斤百 很难血流到达患病的部位.利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效.利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎,从而减缓病痛,达到治愈的目的。
3. 超声波缝合机工作原理
超声波工作原理:超声波清洗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在声场的作用下振动,当声压达到一定值时,气泡迅速增大,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,破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而黏附在
清洗件表面是,油被乳化,固体粒子及脱离,从而达到清洗件净化的目的,且通过其空化作用达到洗盲脚的作用。超声波的危害:超声波在生物体内传播时,通过组织间的相互作用,导致生物体机能和结构变化,称为超声波的生物效应,产生生物效应的机制是热效应和空化效应。
所谓的热效应是指超声波传播过程中,部分能量被生物组织吸收转变为热能,使组织温度增高;空化效应是指超声波传播过程中与组织中的气核或微气泡相互作用,使其突然爆破,产生巨大的瞬间压力,使组织内部结构改变。
低剂量超声是潜在的致癌与致畸形因素,而且不同频率、不同声强对不同个体有一定危害。因为超声波对固体和液体都有很强的穿透本领,能量较大时可以使物质微粒作高频振动,部分能量还可以转变为热能,使局部温度升高。高强度的脉冲超声波在含有微米级小气泡的液体中传播时,可导致气泡收缩、膨胀以至猛烈爆炸,这种现象称为“空化现象”。不久前美国著名超生物物理专家卡斯坦森指出,某些临床使用的超声图像诊断仪的最大输出强度已达1千瓦/平方厘米,这个强度足以使生物体产生瞬态空化现象。对生物体来说,瞬态空化作用时,靠近爆炸气泡附近的细胞会受到损伤,一般说来,在人体内大多数器官和生物流体中,损伤少量细胞不会对人体产生危害。超声波对人体危害的原理:超声波对人体危害的原理是,超声波在生物体内传播时,通过组织间的相互作用,导致生物体机能和结构变化,称为超声波的生物效应,产生生物效应的机制是热效应和空化效应。
所谓的热效应是指超声波传播过程中,部分能量被生物组织吸收转变为热能,使组织温度增高;空化效应是指超声波传播过程中与组织中的气核或微气泡相互作用,使其突然爆破,产生巨大的瞬间压力,使组织内部结构改变。
4. 超声波设备的工作原理
全自动超声波清洗机原理主要是将换能器,将功率超声频源的声能,并且要转换成机械振动,通过清洗槽壁使之将槽子中的清洗液辐射到超声波。由于受到辐射的超声波,使之槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动。 当声压或者声强受到压力到达一定程度时候,气泡就会迅速膨胀,然后又突然闭合。在这段过程中,气泡闭合的瞬间产生冲击波,使气泡周围产生1012-1013pa的压力及局调温,这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使他们分化于溶液中,蒸汽型空化对污垢的直接反复冲击。 一方面破坏污物与清洗件表面的吸附,另一方面能引起污物层的疲劳破坏而被驳离,气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗,污层一旦有缝可钻,气泡立即“钻入”振动使污层脱落,由于空化作用,两种液体在界面迅速分散而乳化,当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化、固体粒子自行脱落,超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压,形成射流,冲击清洗件,同时由于非线性效应会产生声流和微声流,而超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流,所有这些作用,能够破坏污物,除去或削弱边界污层,增加搅拌、扩散作用,加速可溶性污物的溶解,强化化学清洗剂的清洗作用。由此可见,凡是液体能浸到且声场存在的地方都有清洗作用,其特点适用于表面形状非常复杂的零件的清洗。尤其是采用这一技术后,可减少化学溶剂的用量,从而大大降低环境污染
5. 超声波机的原理是什么
超声波清洗是基于超声波在清洗液体介质中传递时特有的“空化效应”物理内作用,“空化效容应”形成微观强烈冲击波和高速射流作用于被清洗物件表面,从而使污物迅速粉碎、剥离,达到高质量、高效率清洗目的。
超声波能力集中,其方向性好、穿透能力强,以水为媒介时,水分子的压力达到一定程度,会迅速形成膨胀的闭合分子并且炸裂,直接对肉眼看不见的污垢进行反复冲击。超声波每秒数万次地负压膨大和正压强烈压缩爆破无数“空穴”,高频率产生无数微观冲击波,使得超声波对于侵入清洗液中被洗物件复杂内外表面形状、狭缝、深孔、拐角、死角等部位独具卓越的洗净能力和清洗效率是其他方法无法比拟和替代的。
6. 超声波机的原理
从客观上讲,超声和可听声,除频率范围不同外,并没有差异.但超声由于频率高,便具有一些特点,尤其重要的是,这些特点可加以利用,这正是人们所以研究超声规律的原因.
超声的特点之一很简单,就是听不见.前面提到,声音来源于部件的振动.振动除产生声波外,还可以产生其它作用,其中一些作用将在下面介绍.如果我们激发振动的目的是这些其它作用,那么通常我们不想同时产生听得见的声音,因为这些声音这时是噪声.在这种情况下,可以激发20000Hz以上的振动,既能完成一些其它功能,又不伴生干扰.
超声的第二个特点是波长小.任何一种波动(声波、电磁波、等离子波等等)都有一些共同的基本参数,其中之一是传播速度,另一个就是波长.声波是机械波,或说是力学波.媒质中有声波传播时,原来是静止的媒质质点会以原占位置为中心作很微小(例如也许只几十纳米)的振动,每个质点在振动若干次后将恢复静止.但这种振动的状态,由于媒质的弹性,会传给紧邻的质点,依次向下传递,可能传得很远,在海洋中甚至可传到1000km以外.这种传递的速度就是声波的传播速度.
确定.对于单一频率的正弦或余弦波,波长是波峰与波峰之间或波谷与波谷之间的空间距离.
超声频率高,因此波长小.这有两点重要后果.一点是不必用尺寸很大的声源,即振动源,就可以产生指向性比较尖锐的声波.定性地说,指向性描述声源所发射声束的狭窄程度,狭窄的象手电筒所发射的光,宽广的或说弥散的可象电灯泡所发射的光.在许多声波应用中,我们需要前者而不需要后者.可以证明,如果要产生前者,声源的尺寸应当比声波的波长大几倍.1MHz的声波在水中的波长约为1.4mm,而1000Hz的声波在水中的波长约为1.4m,制作和搬运一个直径几毫米的声源显然比制作和搬运一个直径几米的声源省事得多.
由于同样的原理,不仅容易实现狭窄的声束,还容易实现声束聚焦,象人们通常聚焦光那样.在焦点或焦区,声强可以很高,从而产生一些强烈的作用.
超声波长小的第二点重要后果是,超声可以被微小的障碍物散射开来.平面声波在传播过程中遇到有限大小的障碍物时会被障碍物所散射,就是说,入射波不再沿原方向传播,而是向四周散开,包括散到与入射方向相反的方向.所谓障碍物是指材料的声学参量ρc不同于基质ρ0c的物体,ρ是密度(因此基质内的空穴也是障碍物.).沿各个方向散开的声波幅度分布,或说散射图案,因障碍物的尺寸与波长之比而异.可以想见,当ρc差别不大时,如果声波波长远大于障碍物的尺寸,声波几乎会忽略障碍物的存在,反之则声波几乎象碰上一个界面,而被反射和折射.如果声波波长接近于障碍物的尺寸,声波的散开程度会较大.在某些声波应用中我们倒希望声波被散开,从而可以通过测量散射图案,判断不透明媒质中有没有障碍物以及是怎样的形状、大小、内含物的障碍物.假若障碍物很大,我们可以采用频率低、波长长的声波,若障碍物很小,我们就需用频率高、波长短的超声.
超声的第三个特点是与物质有相互作用.声波的某些物理的、化学的、生物的效应,或笼统地说,声波与物质的相互作用,只有在高频率范围才会发生.例如有多种类的所谓“弛豫效应”,分别只在不同的高频率范围才能出现.又例如,超声在液体中有一个很突出的物理效应,叫“空化效应”.超声会在液体中产生空穴或气泡,这些气泡处于非稳定状态,在适当条件下会迅速崩溃,从而在气泡内产生几千度的高温,在气泡周围产生近千大气压的激波.高温和强激波的出现则可以导致声致发光、水中声致自由基、机械作用(如粉碎、乳化等等)、化学反应活性加强、高分子解聚等效应.
超声的一个特点是容易形成细声束,以及可以被相当小的障碍物所散射,其中包括背(逆)向散射.将这束细声束向正前方射出,同时使它上下左右摆动,便可以搜索前方有没有障碍物.用电子学的手段,容易测量反射波或背散射波回转的时间,在已知声速的情况下,可以确定前方障碍物的位置.当障碍物足够大时,从回波随声束移动的分布,可以显示出障碍物的形状;对比较小的障碍物,人们正在寻求判断障碍物的大小、形状、内含物等特征的方法.对于不均匀的透明材料,我们常用光学的办法检测;对于不透明材料,用普通的光学方法是做不到的.而包括超声的声波则能够透入任何媒质,不论这媒质是气体、液体、还是固体,也不论透不透光,对不同媒质的差别只是透入深浅不同.利用超声来检查或显示媒质中是否存在障碍物,以及障碍物有哪些特征,叫做超声检测
7. 超声波的工作原理是什么
当超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅,所加压力及焊接时间等三个因素,焊接时间和焊头压力是可以调节的,振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互用有个适宜值,能量超过适宜值时,塑料的熔解量就大,焊接物易变形;若能量小,则不易焊牢,所加的压力也不能达大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积。当代社会,塑料的各种制品,已渗透到人们日常生活的各个领域,同时也被广泛应用到航空、船舶、汽车、电器、包装、玩具、电子、纺织等行业。然而,由于注塑工艺等因素的限制,在相当一部分形状复杂的塑料制品不能一次注塑成型,这就需要粘接,而沿用多年的塑料粘接和热合工艺又相当落后,不仅效率低,且粘接剂还有一定的毒性,引起环境污染和劳动保护等问题。传统的这种工艺已不能适用现代塑料工业的发展需要,于是一种新颖的塑料加工技术——超声波塑料焊接以其高效、优质、美观、节能等优越性脱颖而出。超声波塑料焊接机在焊接塑料制品时,即不要填加任何粘接剂、填料或溶剂,也不消耗大量热源,具有操作简便、焊接速度快、焊接强度高、生产效率高等优点。因此,超声波焊接技术越来越广泛地获得应用。
8. 超声波缝合机的工作原理
常美超声波缝纫机-----超声波焊接是熔接热塑性塑料制品的高科技技术,各种热塑性胶件均可使用超声波熔接处理,而不需加溶剂,粘接剂或其它辅助品。其优点是增加多倍生产率,降低成本,提高产品质量及安全生产。功率调节更加精细、分辨率更高、可满足各种形状的产品,达到不损伤产品的目的。 超声波换能器采用优质原材料,经过精密加工,使超声波气流在每一个点上得到完美的发挥。
1、工作原理是利用高频率振荡由焊头将声波传送至工作物熔接面,瞬间使工作物分子产生摩擦,达到塑料熔点,从而完成固体材料迅速溶解,完成焊接。其接合点强度接近一整块的连生材料, 只要产品的接合面设计得匹配, 完全密封是绝对没有什么问题的。
2、利用特殊合金钢制作花轮模具,可依客户需求开发各种复杂的花形图案;焊头耐磨损且寿命特长,花模拆装方便容易,偏芯式调节,灵活,快捷水平度高。
对比于传统的针式有线缝合,超声波缝合有如下优点:
1.利用超声波焊接,免用针线,省去频繁换针线的麻烦,没有传统线缝合的断线接头情况,还可对纺织品进行整洁的局部剪切与密封。缝合的同时也起到了装饰的作用,粘固力强,可达到防水效果,压纹清晰,表面更加具有立体浮雕效果,工作速度快,产品效果好更显高档美观;品质有保证。
2.利用超声波及特制钢轮加工,密封的边缘不开裂,不伤布类边缘,且没有毛边、卷边现象。
3.制造时不需预热,并可连续操作。
4.操作简便,和传统缝纫机操作的方法没有多大区别,普通缝纫工可以操作。
5.成本低,比传统机器快到5到6倍,效率高。
9. 超声波金属焊接机工作原理
原理:
1、换能器把超声频大功率振荡信号,变换成相应频率的机械能,施加到需焊接的金属片的界面,使金属片相合处瞬间生热,进而使金属晶格中的粒子激活,使金属片相合处的分子相互渗透而焊接在一起。
2、超声波金属焊接机是一种机械处理过程,把高频电能通过换能器装置转换成机械振作用于工件,使相互接触的工件表面产生高频摩擦使之生热凝聚而熔接,在焊接过程中,并无电流在被焊件中通过,也无电焊模式的焊弧产生,由于超声焊接不存在热传导与电阻率等问题,因此对有色金属材料来说,无疑是一种理想的金属焊接系统,特别是铝、镍、铜、银等细、簿材料进行单点、多点、方形、条形、单层、多层、复合焊接起到理想效果。
特点:
1、焊点牢固;
2、焊点内阻小;
3、安全;
4、无氧化痕迹;
5、操作方便
与传统工艺相对的优势:
1、焊接时间很短,一般可以在0.5秒内瞬间熔接完成;
2、对工作上的温度不超过其退火温度,故不改变工作物金相组织;
3、焊接后导电性良好,其电阻系数极低,近等于零;
4、金属表面有粘污物或氧化物,不用表面处理,变可完美焊接;
5、几乎所工作物不需预先处理,不需焊锡,焊油添加物就能熔接,经济方便;
6、焊头,冶具均使用耐磨材料制成,耐用性久;
7、焊接时不产生火花,操作员安全放心,没有烟味,不会造成空气污染。
10. 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。