超聲波是什麼原理

❶ 超聲波形成的原理

所謂超聲波其實就是聲波的一種，只不過它的頻率比一般人耳所能聽到的頻率要高，所以才叫做「超聲波」。人耳所能聽到的頻率一般是20Hz~20000Hz，頻率低於20Hz的聲波叫做「次聲波」，頻率高於20000Hz的聲波叫做「超聲波」。

聲音是怎樣形成的，超聲波就是怎樣形成的。通常我們所聽到的聲音，特別是雜訊，實際上包含了很寬的頻帶，既有次聲、普通聲音，也有超聲，只不過人耳只能聽到普通聲音而已。

由於機械波的很多性質都和頻率密切相關，比如透射率、衰減系數、輻射本領等等，所以人們經常使用處於超聲波段的聲波來達到某些用途（次聲波也是如此）。這時人們可以用特殊的儀器產生窄頻帶的超聲波，以提高利用率。具體的做法一般就是讓聲源以高於20000Hz的頻率振動，輻射出去的自然就是超聲波了。

由於高於20000Hz的聲源用機械方法很難產生，所以通常都是用振盪電路產生的電信號激勵聲源振動。從本質上講，超聲波和電並沒有必然的聯系，只要能產生20000Hz以上的聲源，不管用什麼方法，都能產生超聲波。

❷ 超聲波對人體危害的原理是什麼啊!

超聲波在生物體內傳播時，通過組織間的相互作用，導致生物體機能和結構變化，稱為超聲波的生物效應，產生生物效應的機制是熱效應和空化效應。
所謂的熱效應是指超聲波傳播過程中，部分能量被生物組織吸收轉變為熱能，使組織溫度增高；空化效應是指超聲波傳播過程中與組織中的氣核或微氣泡相互作用，使其突然爆破，產生巨大的瞬間壓力，使組織內部結構改變。

❸ 超聲波原理是什麼

超聲在介質中前進時所產生的效應。（超聲在介質中傳播是由反射而產生的機械效應）它可引起機體若干反應。超聲振動可引起組織細胞內物質運動，由於超聲的細微按摩，使細胞漿流動、細胞振盪、旋轉、摩擦、從而產生細胞按摩的作用，也稱為「內按摩」，這是超聲波治療所獨有的特性。

超聲波可以改變細胞膜的通透性，刺激細胞半透膜的彌散過程，促進新陳代謝、加速血液和淋巴循環、改善細胞缺血缺氧狀態，改善組織營養、改變蛋白合成率、提高再生機能等。使細胞內部結構發生變化，導致細胞的功能變化，使堅硬的結締組織延伸，松軟。

超聲波的機械作用可軟化組織，增強滲透，提高代謝，促進血液循環，刺激神經系統和細胞功能，因此具有超聲波獨特的治療意義。

(3)超聲波是什麼原理擴展閱讀

國內在超聲治療領域起步稍晚，於20世紀50年代初才只有少數醫院開展超聲治療工作，從1950年首先在北京開始用800KHz頻率的超聲治療機治療多種疾病，至50年代開始逐步推廣，並有了國產儀器。公開的文獻報道始見於1957年。到了70年代有了各型國產超聲治療儀，超聲療法普及到全國各大型醫院。

40多年來，全國各大醫院已積累了相當數量的資料和比較豐富的臨床經驗。特別是20世紀80年代初出現的超聲體外機械波碎石術和超聲外科，是結石症治療史上的重大突破。如今已在國際范圍內推廣應用。高強度聚焦超聲無創外科，已使超聲治療在當代醫療技術中占據重要位置。而在21世紀，超聲聚焦外科（HIFU）已被譽為是21世紀治療腫瘤的最新技術。

❹ 超聲波的作用及原理

超聲波頻率高、波長短,他可以像光那樣沿直線傳播,使得我們有可能向某已確定方向上發射超聲波,聲波是縱波,可以順利地在人體組織里傳播。 超聲波遇到不同的介質交接面時會產生反射波.
聲波是屬於聲音的類別之一，屬於機械波，聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz-20KHz。當聲波的頻率低於16Hz時就叫做次聲波，高於20KHz則稱為超聲波聲波。

在全球，超聲波廣泛運用於診斷學、治療學、工程學、生物學等領域。賽福瑞家用超聲治療機屬於超聲波治療學的運用范疇。
（一）工程學方面的應用：水下定位與通訊、地下資源勘查等
（二）生物學方面的應用：剪切大分子、生物工程及處理種子等
（三）診斷學方面的應用：A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等
（四）治療學方面的應用：理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等

超聲波的作用
玻璃零件.玻璃和陶瓷製品的除垢是件麻煩事,如果把這些物品放入清洗液中,再通入超聲波,清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢,能夠很快清洗干凈.
雖然說人類聽不出超聲波，但不少動物卻有此本領。它們可以利用超聲波「導航」、追捕食物，或避開危險物。大家可能看到過夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院里來回飛翔，它們為什麼在沒有光亮的情況下飛翔而不會迷失方向呢？原因就是蝙蝠能發出2～10萬赫茲的超聲波，這好比是一座活動的「雷達站」。蝙蝠正是利用這種「聲吶」判斷飛行前方是昆蟲，或是障礙物的。而雷達的質量有幾十,幾百,幾千千克,,而在一些重要性能上的精確度.抗干擾能力等,蝙蝠遠優與現代無線電定位器.深入研究動物身上各種器官的功能和構造,將獲得的知識用來改進現有的設備,這是近幾十年來發展起來的一門新學科,叫做仿生學.
我們人類直到第一次世界大戰才學會利用超聲波，這就是利用「聲吶」的原理來探測水中目標及其狀態，如潛艇的位置等。此時人們向水中發出一系列不同頻率的超聲波，然後記錄與處理反射回聲，從回聲的特徵我們便可以估計出探測物的距離、形態及其動態改變。醫學上最早利用超聲波是在1942年，奧地利醫生杜西克首次用超聲技術掃描腦部結構；以後到了60年代醫生們開始將超聲波應用於腹部器官的探測。如今超聲波掃描技術已成為現代醫學診斷不可缺少的工具。
聲吶與雷達的區別
聲吶通過超聲波
雷達通過無線電波
醫學超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性，即將超聲波發射到人體內，當它在體內遇到界面時會發生反射及折射，並且在人體組織中可能被吸收而衰減。因為人體各種組織的形態與結構是不相同的，因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同，醫生們正是通過儀器所反映出的波型、曲線，或影象的特徵來辨別它們。此外再結合解剖學知識、正常與病理的改變，便可診斷所檢查的器官是否有病。
目前，醫生們應用的超聲診斷方法有不同的形式，可分為A型、B型、M型及D型四大類。
A型：是以波形來顯示組織特徵的方法，主要用於測量器官的徑線，以判定其大小。可用來鑒別病變組織的一些物理特性，如實質性、液體或是氣體是否存在等。
B型：用平面圖形的形式來顯示被探查組織的具體情況。檢查時，首先將人體界面的反射信號轉變為強弱不同的光點，這些光點可通過熒光屏顯現出來，這種方法直觀性好，重復性強，可供前後對比，所以廣泛用於婦產科、泌尿、消化及心血管等系統疾病的診斷。
M型：是用於觀察活動界面時間變化的一種方法。最適用於檢查心臟的活動情況，其曲線的動態改變稱為超聲心動圖，可以用來觀察心臟各層結構的位置、活動狀態、結構的狀況等，多用於輔助心臟及大血管疫病的診斷。
D型：是專門用來檢測血液流動和器官活動的一種超聲診斷方法，又稱為多普勒超聲診斷法。可確定血管是否通暢、管腔有否狹窄、閉塞以及病變部位。新一代的D型超聲波還能定量地測定管腔內血液的流量。近幾年來科學家又發展了彩色編碼多普勒系統，可在超聲心動圖解剖標志的指示下，以不同顏色顯示血流的方向，色澤的深淺代表血流的流速。現在還有立體超聲顯象、超聲CT、超聲內窺鏡等超聲技術不斷涌現出來，並且還可以與其他檢查儀器結合使用，使疾病的診斷准確率大大提高。超聲波技術正在醫學界發揮著巨大的作用，隨著科學的進步，它將更加完善，將更好地造福於人類。
研究超聲波的產生、傳播 、接收，以及各種超聲效應和應用的聲學分支叫超聲學。產生超聲波的裝置有機械型超聲發生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應和電磁作用原理製成的電動超聲發生器、
以及利用壓電晶體的電致伸縮效應和鐵磁物質的磁致伸縮效應製成的電聲換能器等。
超聲效應 當超聲波在介質中傳播時，由於超聲波與介質的相互作用，使介質發生物理的和化學的變化，從而產生
一系列力學的、熱學的、電磁學的和化學的超聲效應，包括以下4種效應：
①機械效應。超聲波的機械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散。當超聲波流體介質中形成駐波時 ,懸浮在流體中的微小顆粒因受機械力的作用而凝聚在波節處，在空間形成周期性的堆積。超聲波在壓電材料和磁致伸縮材料中傳播時，由於超聲波的機械作用而引起的感生電極化和感生磁化（見電介質物理學和磁致伸縮）。
②空化作用。超聲波作用於液體時可產生大量小氣泡 。一個原因是液體內局部出現拉應力而形成負壓，壓強的降低使原來溶於液體的氣體過飽和，而從液體逸出，成為小氣泡。另一原因是強大的拉應力把液體「撕開」成一空洞，稱為空化。空洞內為液體蒸氣或溶於液體的另一種氣體，甚至可能是真空。因空化作用形成的小氣泡會隨周圍介質的振動而不斷運動、長大或突然破滅。破滅時周圍液體突然沖入氣泡而產生高溫、高壓，同時產生激波。與空化作用相伴隨的內摩擦可形成電荷，並在氣泡內因放電而產生發光現象。在液體中進行超聲處理的技術大多與空化作用有關。
③熱效應。由於超聲波頻率高，能量大，被介質吸收時能產生顯著的熱效應。
④化學效應。超聲波的作用可促使發生或加速某些化學反應。例如純的蒸餾水經超聲處理後產生過氧化氫；溶有氮氣的水經超聲處理後產生亞硝酸；染料的水溶液經超聲處理後會變色或退色。這些現象的發生總與空化作用相伴隨。超聲波還可加速許多化學物質的水解、分解和聚合過程。超聲波對光化學和電化學過程也有明顯影響。各種氨基酸和其他有機物質的水溶液經超聲處理後，特徵吸收光譜帶消失而呈均勻的一般吸收，這表明空化作用使分子結構發生了改變 。
超聲應用 超聲效應已廣泛用於實際，主要有如下幾方面：
①超聲檢驗。超聲波的波長比一般聲波要短，具有較好的方向性，而且能透過不透明物質，這一特性已被廣泛用於超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術。超聲成像是利用超聲波呈現不透明物內部形象的技術 。把從換能器發出的超聲波經聲透鏡聚焦在不透明試樣上，從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息（如對聲波的反射、吸收和散射的能力），經聲透鏡匯聚在壓電接收器上，所得電信號輸入放大器，利用掃描系統可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術已在醫療檢查方面獲得普遍應用，在微電子器件製造業中用來對大規模集成電路進行檢查，在材料科學中用來顯示合金中不同組分的區域和晶粒間界等。聲全息術是利用超聲波的干涉原理記錄和重現不透明物的立體圖像的聲成像技術，其原理與光波的全息術基本相同，只是記錄手段不同而已（見全息術）。用同一超聲信號源激勵兩個放置在液體中的換能器，它們分別發射兩束相乾的超聲波：一束透過被研究的物體後成為物波，另一束作為參考波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖，用激光束照射聲全息圖，利用激光在聲全息圖上反射時產生的衍射效應而獲得物的重現像，通常用攝像機和電視機作實時觀察。
②超聲處理。利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應，可進行超聲焊接、鑽孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等，在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛應用。
③基礎研究。超聲波作用於介質後，在介質中產生聲弛豫過程，聲弛豫過程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運過程，並在宏觀上表現出對聲波的吸收（見聲波）。通過物質對超聲的吸收規律可探索物質的特性和結構，這方面的研究構成了分子聲學這一聲學分支。普通聲波的波長遠大於固體中的原子間距，在此條件下固體可當作連續介質 。但對頻率在1012赫以上的 特超聲波 ，波長可與固體中的原子間距相比擬，此時必須把固體當作是具有空間周期性的點陣結構。點陣振動的能量是量子化的 ，稱為聲子（見固體物理學）。特超聲對固體的作用可歸結為特超聲與熱聲子、電子、光子和各種准粒子的相互作用。對固體中特超聲的產生、檢測和傳播規律的研究，以及量子液體——液態氦中聲現象的研究構成了近代聲學的新領域——
聲波是屬於聲音的類別之一，屬於機械波，聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz-20KHz。當聲波的頻率低於16Hz時就叫做次聲波，高於20KHz則稱為超聲波聲波。
超聲波具有如下特性：
1） 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播。
2） 超聲波可傳遞很強的能量。
3） 超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現象。
4） 超聲波在液體介質中傳播時，可在界面上產生強烈的沖擊和空化現象。
超聲波是聲波大家族中的一員。
聲波是物體機械振動狀態（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動。譬如，鼓面經敲擊後，它就上下振動，這種振動狀態通過空氣媒質向四面八方傳播，這便是聲波。
超聲波是指振動頻率大於20KHz以上的，人在自然環境下無法聽到和感受到的聲波。
超聲波治療的概念：
超聲治療學是超聲醫學的重要組成部分。超聲治療時將超聲波能量作用於人體病變部位，以達到治療疾患和促進機體康復的目的

❺ 超聲波振動原理是什麼

一般人聽到的聲音頻率是20～20000Hz的聲波信號，高於20000Hz的聲波為超音波，聲波的傳遞依照正弦曲線縱向傳播，即一層強一層弱，依次傳遞，當弱的聲波信號作用於液體時，會對液體產生一定的負壓，使液體內形成許許多多微小的氣泡；而當強的聲波信號作用於液體時，則會對液體產生一定的正壓，因而，液體中形成的微小氣泡被壓碎。經研究證明：超音波作用於液體時，液體中每個氣泡的破裂會產生能力極大的沖擊波，相當於瞬間高達上1000個的大氣壓，這種現象被稱為「空化效應」。超音波清洗正是應用液體中氣泡破裂所產生的沖擊波來達到清洗和沖刷工件內外表面的作用。
當超音波發生器將50Hz的日常供電頻率改變為28KHz（或者更高）後，通過輸送電纜線將其輸送給粘結在盛放清洗液的清洗槽底部（或側面）的超音波換能器，由換能器將高頻的電能轉換成機械振動並發射至清洗液中，當高頻的機械振動傳播到液體里後，液體內即產生上述的「空化效應」，對物體所有表面的附著物產生物理性剝脫力，達到清洗的目的。
由於超音波頻率很高，在液體中產生的空化作用可以達到28000次/秒，幾乎可以說是在不斷的進行，在液體中所產生的空化作用所產生的氣泡數量眾多且無所不在，因此對於工件清洗可以非常徹底，即使是形狀復雜的工件內部，只要能夠接觸到溶液，就可以得到徹底的清洗，又因為每個氣泡的體積非常的微小，因此雖然它們破裂的能量很高，但對於工件和液體來說，不會產生機械性破壞和質地上的改變。
由於超音波的頻率高決定了效應很高，一般被清洗工件的清洗時間為數十秒至幾分鍾，既可達到理想的效果。超音波清洗是在傳統清洗原理的基礎上，採用清洗的高新技術手段，去除物件表面的附著物。對於那些不規則表面、多孔、狹縫、細孔、盲孔、多溝槽的物件，要求表面高質潔凈時，採用超音波清洗特別有效。

❻ 超聲波的原理是什麼

超聲波頻率高、波長短,他可以像光那樣沿直線傳播,使得我們有可能向某已確定方向上發射超聲波,聲波是縱波,可以順利地在人體組織里傳播。 超聲波遇到不同的介質交接面時會產生反射波.

❼ 超聲波測距的原理是什麼

超聲波測距原理是通過超聲波發射器向某一方向發射超聲波,在發射時刻的同時開始計時,超聲波在空氣中傳播時碰到障礙物就立即返回來,超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為v,而根據計時器記錄的測出發射和接收回波的時間差△t,就可以計算出發射點距障礙物的距離S,即:
這就是所謂的時間差測距法。
由於超聲波也是一種聲波,其聲速C與溫度有關,表1列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時,如果溫度變化不大,則可認為聲速是基本不變的。常溫下超聲波的傳播速度是334米/秒,但其傳播速度V易受空氣中溫度、濕度、壓強等因素的影響,其中受溫度的影響較大，如溫度每升高1℃,聲速增加約0.6米/秒。如果測距精度要求很高,則應通過溫度補償的方法加以校正（本系統正是採用了溫度補償的方法）。已知現場環境溫度T時,超聲波傳播速度V的計算公式為：
聲速確定後,只要測得超聲波往返的時間,即可求得距離。這就是超聲波測距儀的機理。

❽ 超聲波的工作原理是什麼

頻率高於人的聽覺上限（約為20000赫）的聲波，稱為超聲波，或稱為超聲。
超聲波在媒質中的反射、折射、衍射、散射等傳播規律，與可聽聲波的規律並沒有本質上的區別。但是超聲波的波長很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。與可聽聲波比較，超聲波具有許多奇異特性：傳播特性——超聲波的波長很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍，因此超聲波的衍射本領很差，它在均勻介質中能夠定向直線傳播，超聲波的波長越短，這一特性就越顯著。功率特性——當聲音在空氣中傳播時，推動空氣中的微粒往復振動而對微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強度下，聲波的頻率越高，它所具有的功率就越大。由於超聲波頻率很高，所以超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的。空化作用——當超聲波在液體中傳播時，由於液體微粒的劇烈振動，會在液體內部產生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合，會使液體微粒之間發生猛烈的撞擊作用，從而產生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用，會使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體（如水和油）發生乳化，並且加速溶質的溶解，加速化學反應。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應稱為超聲波的空化作用。
我們知道正確的波的物理定義是：振動在物體中的傳遞形成波。這樣波的形成必須有兩個條件：一是振動源，二是傳播介質。波的分類一般有如下幾種：一是根據振動方向和傳播方向來分類。當振動方向與傳播方向垂直時，稱為橫波。當振動方向與傳播方向一致時，稱為縱波。二是根據頻率分類，我們知道人耳敏感的聽覺范圍是20HZ-20000HZ，所以在這個范圍之內的波叫做聲波。低於這個范圍的波叫做次聲波，超過這個范圍的波叫超聲波。
波在物體里傳播，主要有以下的參數：一是速度V，二是頻率F，三是波長λ。三者之間的關系如下：V=F.λ。波在同一種物質中傳播的速度是一定的，所以頻率不同，波長也就不同。另外，還需要考慮的一點就是波在物體里傳播始終都存在著衰減，傳播的距離越遠，能量衰減也就越厲害，這在超聲波加工中也屬於考慮范圍。
超聲波在塑料加工中的應用原理：
塑料加工中所用的超聲波，現有的幾種工作頻率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙，在加壓的情況下，使兩個塑料件或其它件與塑料件接觸部位的分子相互撞擊產生融化，使接觸位塑料熔合，達到加工目的。