超声波
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超声波(英语:Ultrasound),是指任何声波或振动,其频率超过人类耳朵可以听到的最高阈值20kHz(千赫)。超音波由于其高频特性而被广泛应用于医学、工业、情报等众多领域。
某些动物,如狗只、海豚、以及蝙蝠等都有著超乎人类的耳朵,也因此可以听到超声波。亦有人利用这个特性制成能产生超音波来呼唤狗只的犬笛。
人类听觉能察觉的波动,称之为声音,此时之音波称为可听波。而所谓超音波,物理性质与与可听波相同,只能透过具有弹性与惯性介质(如空气),其利用空气分子产生膨胀或压缩的运动而传播其波动;因此,音波与超音波均无法在真空中传播。
用途
超音波在军事、医疗及工业中有较大的用途。它应用按功率的大小可分为功率超音波和检测超音波。
功率超音波的应用包括焊接、钻孔、粉碎、清洗、乳化等,它们多属于只发射不接受的超音波设备。目前人们对超音波加工的确切理论仍未透彻认识。
检测超音波在军事中的应用有雷达定位等。医用超音波可以穿透肌肉及软组织,使得这项技术常用来扫描很多器官,以协助医疗上的诊断和治疗。产科超音波也常用在怀孕时期的检查。医生可以利用超音波成像法透视身体,但由于超音波不能穿透骨头,所以虽然超音波对人体伤害比较低,但仍不能完全取代X光。典型超音波大约2MHz到10MHz的频率,检测超音波波设备有发射及接收。
设备
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超音波诊断仪
由于其无创及无放射性而普遍使用于医疗上,可用于诊断人体内器官及组织的病变。尤其在妇产领域,因电离辐射有致畸胎性,基本不会对胎儿或母亲采用X光、CT等诊断设备,此时超音波就成为最佳选择。与X光及CT相比,超音波诊断仪拥有两个特点,第一是无放射性,也就是安全性高;第二是实时性,看到的图像是实时的,不需要等待胶片冲洗或数位成像的时间,这不仅节约时间,而且可以实时进行测量,可以应用在心血管领域,测出血液流速,从而诊断病变情况。由于这两个特点,超音波超越了放射设备,成为医院与诊所必备的诊断仪器。但超音波诊断的图像(声像图)不如X线图清晰,且不适用于骨骼内部或含气体的组织(如肺、胃、肠)的诊断,因此不能完全替代放射设备。
超音波清洗机
可用于清洁用途,一般认为这是利用了超音波在液体中的“空穴现象”。超音波清洗机的清洁原理在于利用超音波震动清水,使微细的真空气泡在水里产生,当真空气泡爆破时释放了储存在气泡里面的能量,释放温度约5,000℃以及超过10,000磅吋的压力将物件表面的油脂或污垢带走[1]。清洗机所产生的超音波频率约为20-50kHz,可应用在珠宝、镜片或其他光学仪器、牙医用具、外科手术用具及工业零件的清洁。除可以发出较低频率的纯机械的超声哨子以外,一般超音波设备由超声电源、换能器、变幅杆、工具头等构成。换能器有压电陶瓷换能器和磁致换能器两种。
超音波测距仪
用于量度距离。通过超音波发射装置发出超音波,根据接收器接到超音波的时间差就可以知道距离,与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。(超声波在空气中的传播速度为v=340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离s,即:
超声波焊接
- 用于熔接两个一样材质或不一样的塑胶件。
- 将金属部件固定于塑胶上。
- 用来切除多馀的塑胶结构。
参见
外部链接
- (英文)Ultrasonic Ringtones听力测试 (页面存档备份,存于互联网档案馆)
参考资料
- ^ 甚麼是超音波、超音波如何清洗. [2008-12-12]. (原始内容存档于2013-03-22).
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