课程（毕业）论文-超声波及其应用1

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1、超声波及其应用蝙蝠在夜里为什么能安全飞行？•原因：夜间，蝙蝠靠声波探路和捕食。它们发出人类听不见的声波。当这声波遇到物体时，会像回声一样返回来，由此蝙蝠就能辨别出这个物体是移动的还是静止的，以及离它有多远。，从而成功避开障碍物。蝙蝠发出的这种波就是超声波。•一、超声波的定义•二、超声波的特点•三、超声波的应用一、超声波的定义•频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。•我们人类耳朵能听到的声波频率为20~20000Hzo当空的振动频率大于20KHz或小于20Hz时，我们便听不见了。二、超声波的特点•1）方向性好。由于超声波的频率高，其波长较同样介质中的声波波长短得多，衍射现象不

2、明显,所以超声波的传播方向好。•2）能量大。超声波在介质中传播，当振幅相同时，振动频率越高能量越大。因此,它比普通声波具有大得多的能量。•3）穿透能力强。超声波虽然在气体中衰减很强，但是在固体和液体中却衰减较弱。在不透明的固体中，超声波能够穿透几十米的厚度。•4）引起空化作用。在液体中传播时，超声波与声波一样是一种疏密的振动波，液体时而受拉时而逐级压，产生近于真空或含少量气体的空穴。在声波压缩阶段，空穴被压缩直至崩溃。在空穴崩溃时产生放电和发光现象，这种现象称为空化作用。三、超声波的应用•1、在医学上的应用：•医学超声波检查的工作原理：将超声波发射到人体内，当它在体内遇到界面时会

3、发生反射及折射，并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的，因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同，医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线，或影象的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变，便可诊断所检查的器官是否有病。基本的超声波成像系统物理原理：超声波在声阻不同的两层组织界面反射，回波信号被探头（换能器）接收而产超声探头罔声波生超声图像。胎儿三维超声表面图像2、超声波在军事中的应用・主要运用超声波方向性好的特性。由于超声波基本上是沿直线传播的，可以定向发用超声手术抽吸器治疗肿瘤射，如果渔船载有水下超声波发生器，它旋转着向各个方

4、向发射超声波，当超声波遇到鱼群时会反射回来，渔船探测到反射波就知道鱼群的位置了，这种仪器叫声纳。•此外，还可用来探测水中的暗礁和敌人的潜艇以及测量海水的深度。3、超声清洗的原理・主要利用超声波在液体中的空化作用。超声波在液体传播过程中，当其声波压强达到一个大气压时，超声波的功率密度约为0・35W/cni2,这时在液体中传播的超声波的声波压强峰值在液体中会产生一个很大的力，将液体拉裂成空洞（空化核），此空洞为真空或非常接近真空。在超声波压强下一个半周达到最大时，由于周围的压力的增大而被压碎，这些无数细小而密集的气泡破裂时产生冲击波的现象被称之为“空化”作用。•空化泡崩溃时，在极短的

5、时间和极小的空间内,形成局部热点，可产生高达5000K的高温和108Pa的高压，温度变化率高达109K/S,并伴随有强烈的冲击波和时速达400km的射流。在此作用下,液体分子激烈碰撞产生非常强大的冲击力，将把清洗物体表面的污物撞击下来。4、超声波测液位•在离水塔底部高H处，安装设计好的超声波液位计。液位计向水面垂直发出超声波，当超声波遇到水面经液面向上反射到液位计，液位计接收到反射回的超声波时，由单片机CFU算出超声波往返一次所用的时间，即可算出液位计到水面的距离L,液位高度可由公式：h=H-Vt/2算出。其中，V为超声波在空气中的传播速度，t为超声波由液位计到水面往返一次的时间

6、。后记•超声学是一门应用性和边缘性很强的学科，从它一百多年来的发展可以看出，超声学是随着它在国防、工农业生产、医学、基础研究等领域中应用的不断深入而得到发展的。它不断借鉴电子学、材料科学、光学、固体物理等其他学科的内容，而使自己更加丰富。同时，超声学的发展又为这些学科的发展提供了一些重要器件和行之有效的研究手段。•但是，超声学仍是一门年轻的学科，其中存在着许多尚待深入研究的问题，对许多超声应用的机理还未彻底了解，况且实践还在不断地向超声学提岀各种新的课题，而这些问题的不断提出和解决，都已表明了超声学是在不断向前发展。分工情况•搜集资料：小组所有成员•Ppt制作：莫秋虹、谢素娟、卢

7、琰•主讲：何云峰