超声波技术及应用

超声波原理及应用超声波技术及应用第1页目录超声波介绍超声波应用超声波技术及应用第2页自然界中超声波超声波技术及应用第3页超声波类型纵波横波表面波板波超声波技术及应用第4页表面波表面波主要是指沿介质表面传递，而介质质点沿椭圆形轨迹振动波。表面波是一个瑞利波。超声波技术及应用第5页板波在板厚与波长相当薄板中传输波。依据质点振动方向不一样可将板波分为SH波和兰姆波。SH波：水平偏振横波在薄板中传输波。薄板中各质点振动方向平行于板面而垂直于波传输方向，相当于固体介质表面中横波。兰姆波：兰姆波又分为对称型和非对称型。对称型兰姆波特点是薄板中心质点作纵向振动，上下表面质点作椭圆运动、振动相位相反并对称于中心。非对称型兰姆波特点是薄板中心质点作横向振动，上下表面质点作椭圆运动、相位相同。超声波技术及应用第6页超声波技术及应用第7页超声波特点（1）超声波能够在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传输超声波能够携带较多能量超声波传输含有方向性超声波在界面上会产生折射和反射，而且可能会改变振动模式。超声波在液体中能够产生空化效应超声波含有多普勒效应超声波技术及应用第8页超声波特点（2）轻易衰减（在液体和固体中衰减较小）传输速度受温度影响在两种不一样介质界面处反射强烈，在许多场所必须使用耦合剂或匹配材料。超声波能够聚焦。超声波技术及应用第9页超声波产生机制电磁振动磁致伸缩效应压电效应静电引力其它形式机械振动超声波技术及应用第10页超声波效应机械效效应：清洗、加工、抛光声学效应：超声波探测热效应：超声波焊接空化效应：乳化、雾化化学效应：比如纯蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢；溶有氮气水经超声处理后产生亚硝酸；染料水溶液经超声处理后会变色或退色。生物效应：加紧植物种子发芽超声波技术及应用第11页超声波基本作用原理超声波和声波一样，是物质介质中一个弹性机械波，只是频率不一样。人们所能听到频率上限为10～18kHz。物理学中要求，高于20kHz是超声波，上限可高至与电磁波微波区(>10GHz)重合。但普通认为，对气体是50MHz，对液体固体是500MHz。超声波产生原理是产生所需频率电振荡，再转换成机械振荡。超声波技术及应用第12页超声波热学机理和其它形式能一样，超声能也会转化为热能。生成热能多少取决于介质对超声波吸收所吸收能量大部分或全部将转化为热能，从而造成组织温度升高。这种吸收声能而引发温度升高是稳定，所以超声波能够在瞬间使内部温度升高，加速有效成份溶解。超声波技术及应用第13页超声波机械机制超声波机械作用主要是辐射压强和超声压强引发。辐射压强可能引发两种效应：其一是简单骚动效应；其二是在溶剂和悬浮体之间出现摩擦。这种骚动可使蛋白质变性，细胞组织变形。而辐射压将给予溶剂和悬浮体以不用加速度，即溶剂分子速度远大于悬浮体速度，从而在它们之间产生摩擦，这力量足以断开两碳原子之键，使生物分子解聚。超声波技术及应用第14页超声波空化作用因为大能量超声波作用在液体里，当液体处于稀疏状态下时，液体会被撕裂成很多小空穴，这些空穴一瞬间闭合，闭合时产生瞬间高压，即称为空化效应。这种空化效应可细化各种物质以及制造乳浊液，加速待测物中有效成份进入溶剂，深入提取能够增加有效成份提取率。超声波技术及应用第15页超声波反射折射原理当超声波在密度均匀介质中传输时，不会发生折射、反射等现象。当其经过不一样介质时，且两介质交界面大于超声波波长时，就会在两介质交界面处发生折射和反射现象。反射声强大小取决于两介质声阻差异程度及入射角大小，当垂直人射时反射声强超声波技术及应用第16页超声波应用测量：距离、流速、流量、厚度探测：超声测距、安防探测、医学成像、无损探测、水下声纳、地质勘探、管道检漏、触摸屏雾化：加湿、盆景、园艺、消毒、空化：炼油、乳化清洗：珠宝、首饰、精密零件加工：磨削、钻孔、抛光、焊接美容：按摩、洁齿医疗：结石破碎、医学成像、呼吸医疗马达：相机镜头、微位移控制生物：促进种子发芽化学：加紧酒类醇化、加紧化学反应速度超声波技术及应用第17页超声波在制浆造纸工业中应用纸浆预处理

利用超声技术处理纸浆，使之产生机械打浆效应。研究发觉，用超声波处理木浆，含有与机械打浆、精浆相同效果，可对纤维细胞壁产生位移、变形以及细纤维化等作用。这主要是因为超声波空化产生微射流对纤维冲击、剪切作用，使纤维细胞壁出现裂纹、发生位移和变形，初生壁和次生壁外层破裂脱除，次生壁中层暴露出来；或使纤维产生纵向分裂，发生细纤维化。超声波处理不但对纤维有机械打浆效应，而且经超声波处理后，纤维保水值增大，纤维可及度和反应性能显著提升。对于含有较多果胶质纤维，利用超声波进行预处理能够到达很好脱胶效果。对于合成纤维表面改性超声波更是起到了很好作用，能够活化纤维表面，使纤维表面含氧官能团增加，引发纤维表面张力中极性分子增加。研究还发觉，超声对纤维。超声波技术及应用第18页打浆纤维素纤维受超声波处理后解聚，因为高分子化合物与液体之间超声速度差产生摩擦力，使纤维结构破坏。使用超声波处理各种纸浆，使纤维到达润胀，外层剥离，细纤维化，从而增加成纸强度超声波技术及应用第19页超声波振动筛打浆机超声波技术及应用第20页超声波在医学诊疗中应用左上为A型，右上为B型，左下为M型，右下为D型依据不一样成像原理，超声波诊疗方法能够分为A型、B型、M型及D型四大类超声波技术及应用第21页A型：是以波形来显示组织特征方法，主要用于测量器官径线，以判定其大小。可用来判别病变组织一些物理特征，如实质性、液体或是气体是否存在等。B型：用平面图形形式来显示被探查组织详细情况。检验时，首先将人体界面反射信号转变为强弱不一样光点，这些光点可经过荧光屏显现出来，这种方法直观性好，重复性强，可供前后对比，所以广泛用于妇产科、泌尿、消化及心血管等系统疾病诊疗。超声波技术及应用第22页M型：是用于观察活动界面时间改变一个方法。最适合用于检验心脏活动情况，其曲线动态改变称为超声心动图，能够用来观察心脏各层结构位置、活动状态、结构情况等，多用于辅助心脏及大血管疫病诊疗。D型：是专门用来检测血液流动和器官活动一个超声诊疗方法，又称为多普勒超声诊疗法。可确定血管是否通畅、官腔是否狭窄、闭塞以及病变部位。新一代D型超声波还能定量地测定官腔内血液流量。近几年来科学家又发展了彩色编码多普勒系统，可在超声心动图解剖标志指示下，以不一样颜色显示血流方向，色泽深浅代表血流流速。现在还有立体超声显像、超声CI、超声内窥镜等超声技术不停涌现出来，而且还能够与其它检验仪器结合使用，使疾病诊疗准确率大大提升。超声波技术及应用第23页彩色超声波诊疗仪超声波技术及应用第24页用于培养液及药品雾化超声波雾化是利用了其空化效应，当水中空穴发生爆炸时，因为局部高温、高压作用会引发高压水流；假如空穴爆炸发生在水和空气界面，将会把空穴周围水粉碎成非常微小微粒，于是形成水雾从水中溢出。利用超声波雾化原理进行液体雾化已在生产和生活中广泛应用，如环境加湿器、药品雾化器、无基质雾化植物培养等。应用超声波使营养液雾化，进行室内无基质培养或气培植物，能够处理水培养所面临供氧困难和营养液循环装置需求问题，在作物营养、水分和根系观察等方面研究与应用中是一个良好伎俩。超声药品透入疗法及药品雾化给药，能够促进药品吸收、提升药效，对于呼吸道给药治疗尤其有用，能够降低患者(尤其是小孩)用药痛苦，因而在医院得到了广泛应用。超声波技术及应用第25页超声波在生物技术领域应用超声波雾化器超声波技术及应用第26页提升种子发芽率与遗传物质转化率超声波生物学效应，在农作物增产和沙地绿化等方面也有着主要意义。用超生波处理种子可提升发芽势、发芽率与种苗成活率，从而提升作物产量与植树种草成活率。如用超声波水浴对黑皮冬瓜种子进行处理，然后进行种子发芽试验，结果发觉超声波处理显著地促进了黑皮冬瓜种子萌发，提升了种子活力；用超声波处理落叶松、云杉等林木种子，可改进林木种子播种品质，提升种子发芽势和发芽率。Mason等报道超声波也能增加鱼卵孵化率与孵出鱼苗成活率。超声波技术及应用第27页超声波在植物提取中应用超声提取法广泛应用于多糖提取中，比如用超声法提取新疆枸杞多糖，多糖收率提升30％，提取时间缩短5倍以上，而且整个过程无需加热，防止了多糖分解。所以超声提取对于一些热敏性成份提取无疑是最有效方法之一。一样，超声提取技术在新疆甘草多糖提取中也有良好应用前景，试验结果表明用超声法提取得甘草多糖收率提升36％，时间缩短3倍以上。超声提取之所以能高效地完成提取任务，原因是超声波空化效应产生极大压力造成被粉碎物细胞壁及整个生物体破碎，而且整个破碎过程在瞬间完成；超声波技术及应用第28页超声波线缆测高仪超声波技术及应用第29页倒车雷达超声波技术及应用第30页超声波雾化器超声波技术及应用第31页超声波雾化器超声波技术及应用第32页超声波焊接机超声波技术及应用第33页超声波驱虫器超声波技术及应用第34页超声波圆筒式分散仪超声波技术及应用第35页超声马达超声波技术及应用第36页超声探伤仪德国Krautkramer[K.K]企业超声波技术及应用第37页医学超声成像超声波技术及应用第38页线阵声纳德国基元数:3X96,基阵长：48米超声波技术及应用第39页超声波清洗仪超声波技术及应用第40页小结超声波最大特点就是能够以振动方式传递能量而不影响人类听觉。超声波利用主要表达在三个方面，一是微幅高频振动利用，二是能量传递效果利用，三是超声信号利用。详细地说，就是超声马达、超声换能和超声传感。当前大部