超聲波的簡(jiǎn)介科學(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱(chēng)為聲音的頻率,它的單位是赫茲。我們?nèi)祟?lèi)耳朵能聽(tīng)到的聲波頻率為20~20000Hz。當(dāng)聲波的振動(dòng)頻率大于20KHz或小于20Hz時(shí),我們便聽(tīng)不見(jiàn)了。因此,我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱(chēng)為“超聲波”。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1~5兆赫茲。
超聲波在清洗方面應(yīng)用:清洗的超聲波應(yīng)用原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào),通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì),清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡,存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng),當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí),氣泡迅速增長(zhǎng),然后突然閉合,在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波,在其周?chē)a(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力,破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中,當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí),油被乳化,固體粒子即脫離,從而達(dá)到清洗件表面凈化的目的。
超聲波在醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用:醫(yī)學(xué)超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性,即將超聲波發(fā)射到人體內(nèi),當(dāng)它在體內(nèi)遇到界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射及折射,并且在人體組織中可能被吸收而衰減。因?yàn)槿梭w各種組織的形態(tài)與結(jié)構(gòu)是不相同的,因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同,醫(yī)生們正是通過(guò)儀器所反映出的波型、曲線,或影象的特征來(lái)辨別它們。此外再結(jié)合解剖學(xué)知識(shí)、正常與病理的改變,便可診斷所檢查的器官是否有病。
超聲波在檢驗(yàn)方面應(yīng)用:超聲成像技術(shù)已在醫(yī)療檢查方面獲得普遍應(yīng)用,在微電子器件制造業(yè)中用來(lái)對(duì)大規(guī)模集成電路進(jìn)行檢查,在材料科學(xué)中用來(lái)顯示合金中不同組分的區(qū)域和晶粒間界等。聲全息術(shù)是利用超聲波的干涉原理記錄和重現(xiàn)不透明物的立體圖像的聲成像技術(shù),其原理與光波的全息術(shù)基本相同,只是記錄手段不同而已。
超聲波在金屬焊接方面應(yīng)用:一般認(rèn)為在超聲波焊接過(guò)程中的初始階段,切向振動(dòng)出去金屬表面的氧化物,并是粗糙表面的突出部分產(chǎn)生反復(fù)的微焊和破壞的過(guò)程而使接觸面積增大,同時(shí)使焊區(qū)溫度升高,在焊件交界面產(chǎn)生塑性變形。這樣在接觸壓力的作用下,相互接近到原子引力能夠發(fā)生作用的距離時(shí),即形成焊點(diǎn)。
超聲波在塑料焊接方面應(yīng)用:當(dāng)超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時(shí),會(huì)產(chǎn)生每秒幾萬(wàn)次的高頻振動(dòng),這種達(dá)到一定振幅的高頻振動(dòng),通過(guò)上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū),由于焊區(qū)即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大,因此會(huì)產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差,一時(shí)還不能及時(shí)散發(fā),聚集在焊區(qū),致使兩個(gè)塑料的接觸面迅速熔化,加上一定壓力后,使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后,讓壓力持續(xù)幾秒鐘,使其凝固成型,這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈,達(dá)到焊接的目的,焊接強(qiáng)度能接近于原材料強(qiáng)度。