❶ 超聲檢測原理
超聲就是頻率高於20kHz、超出人們耳朵辨別能力並且穿透性很強的聲波。超聲的應用有很多,比如用超聲的反射來測量距離,利用大功率超聲的振動來清除附著在鍋爐上面的水垢,利用高能超聲做成 "超聲刀"來消滅、擊碎人體內的癌變、結石等,而利用超聲的反射等效應和穿透力強、能夠直線傳播等的特性來進行檢測也是其中一個很大的應用領域。
超聲的檢測應用主要包括在工業上對各種材料的檢測和在醫療上對人體的檢測診斷,通過它人們可以探測出金屬等工業材料中有沒有氣泡、傷痕、裂縫等缺陷,可以檢測出人們身體的軟組織、血流等是否正常。
那麼人們是怎麼樣利用超聲來進行檢測的呢?現在通常是對被測物體(比如工業材料、人體)發射超聲,然後利用其反射、多普勒效應、透射等來獲取被測物體內部的信息並經過處理形成圖像。其中多普勒效應法是利用超聲在遇到運動的物體時發生的多普勒頻移效應來得出該物體的運動方向和速度等特性;透射法則是通過分析超聲穿透過被測物體之後的變化而得出物體的內部特性的,其應用目前還處於研製階段;這里主要介紹的是目前應用最多的通過反射法來獲取物體內部特性信息的方法。
反射法是基於超聲在通過不同聲阻抗組織界面時會發生較強反射的原理工作的,正如我們所知道,聲波在從一種介質傳播到另外一種介質的時候在兩者之間的界面處會發生反射,而且介質之間的差別越大反射就會越大,所以我們可以對一個物體發射出穿透力強、能夠直線傳播的超聲波,然後對反射回來的超聲波進行接收並根據這些反射回來的超聲波的先後、幅度等情況就可以判斷出這個組織中含有的各種介質的大小、分布情況以及各種介質之間的對比差別程度等信息(其中反射回來的超聲波的先後可以反映出反射界面離探測表面的距離,幅度則可以反映出介質的大小、對比差別程度等特性),從而判斷出該被測物體是否有異常。
在這個過程中就涉及到很多方面的內容,包括超聲波的產生、接收、信號轉換和處理等。其中產生超聲波的方法是通過電路產生激勵電信號傳給具有壓電效應的晶體(比如石英、硫酸鋰等),使其振動從而產生超聲波;而接收反射回來的超聲波的時候,這個壓電晶體又會受到反射回來的聲波的壓力而產生電信號並傳送給信號處理電路進行一系列的處理,最後形成圖像供人們觀察判斷。
這里根據圖像處理方法(也就是將得到的信號轉換成什麼形式的圖像)的種類又可以分為A型顯示、M型顯示、B型顯示、C型顯示、F型顯示等。其中A型顯示是將接收到的超聲信號處理成波形圖像,根據波形的形狀可以看出被測物體裡面是否有異常和缺陷在那裡、有多大等,主要用於工業檢測;M型顯示是將一條經過輝度處理的探測信息按時間順序展開形成一維的"空間多點運動時序圖",適於觀察內部處於運動狀態的物體,如運動的臟器、動脈血管等;B型顯示是將並排很多條經過輝度處理的探測信息組合成的二維的、反映出被測物體內部斷層切面的"解剖圖像"(醫院里使用的B超就是用這種原理做出來的),適於觀察內部處於靜態的物體;而C型顯示、F型顯示現在用得比較少。
超聲檢測不但可以做到非常准確,而且相對其他檢測方法來說更為方便、快捷,也不會對檢測對象和操作者產生危害,所以受到了人們越來越普遍的歡迎,有著非常廣闊的發展前景。
❷ 為什麼用超聲波可以探測海底
在1914~1918年的第一次世界大戰期間,法國和美國的海軍遭到德國潛水艇的襲擊而蒙受了很大損失。由於海水擋住了人們的視線,海面上的艦艇稍不注意就要吃虧。有什麼辦法能夠預先發現潛水艇的行蹤呢?電磁波在空氣中能夠傳得很遠,可是,電磁波進入海水中,傳不了多遠就會被海水吸收掉,所以不能使用靠電磁波工作的雷達在大海中搜索。
1918年,法國科學家郎之萬首次用超聲波偵察潛水艇,獲得了成功。
超聲波在水中能夠按著一定的方向直線前進,它能夠傳到幾千米、幾十千米、甚至幾千千米以外。而且它又能形成射束,聚成很窄的一束,向一個方向傳播。如果它在海洋中沒有遇到什麼障礙,就一直前進,並消失在海洋中。當它在中途遇到障礙物時,就會有一部分能量按原方向反射回來。因此,當接收到回聲訊號,經過放大送到顯示器,就可以立刻顯示出目標的距離和方位。
根據這個原理,超聲波不僅能發現潛伏在茫茫大海里的潛艇,還能「看見」隱藏在海底的暗礁、淺灘和沉船,在大霧中提醒船長哪兒有冰山。由於魚群能反射超聲波,超聲波還能幫助人們尋找魚群,增加捕魚量。
發射和接收超聲波的設備叫「聲納」。聲納被稱為伸向海洋的「耳朵」。
❸ 如何解決超聲波液位計的部分故障
如何解決超聲波液位計的部分故障?
任何的儀器都不可避免的會產生一些障礙。超聲波液位計也不例外。超聲波液位計是一款應用很廣泛的液位計,關於其應用中可能存在的一些問題。我們知道一款儀器不能正常使
用,不僅有自身存在的問題的因素,同時也可能是外部的因素影響,本篇就主要跟大家介紹
一下超聲波液位計出現故障的以下幾種情況。
第一種:進入盲區
故障現象:出現滿量程或者任意數據。
原因:超聲波液位計都有盲區,一般5米以內量程,盲區是0.3-0.4米。10米以內量程是0.4-0.5
米。進入盲區後,超聲波會出現任意的數值,不能正常工作。
解決方法:安裝的時候就要考慮盲區的高度,安裝好之後探頭離最高水位之間的距離必
須大於盲區。
以上原因可能導致超聲波液位計的不正常工作,
所以在購買超聲波液位計的時候,一定要把現場的工況和有經驗的客服說,好幫你選型,建議您怎麼安裝。保證超聲波液位計正常工作。
第二種:現場容器裡面有攪拌,液體波動比較大,影響超聲波液位計的測量。
故障現象:無信號或者數據波動厲害。
原因:超聲波液位計說的測量幾米距離,都是指平靜的水面。比如5米量程的超聲波液
位計,一般是指測量平靜的水面最大距離是5米,實際出廠會做到6米。遇到容器裡面有攪
拌的情況下,水面不是平靜的,反射信號會減弱到正常信號的一半以下。
解決方法:選用更大量程的超聲波液位計,如果實際量程是5米,那就要用10米或者15
米的超聲波液位計來測量。如果不換超聲波液位計,而且罐子內液體無粘性,還可以安裝導波管,把超聲波液位計探頭放在導波管內測量液位計高度,因為導波管內的液面基本是
平穩的。建議把二線制超聲波液位計改為四線制的。 第三種:液體表面有泡沫。
故障現象:超聲波液位計一直在搜索,或者顯示「丟波」狀態。原因:泡沫會明顯吸收超聲波,導致回波信號非常弱。因此當液體表面40-50%以上面積覆蓋了泡沫,超聲波液位計發射的信號就被會吸收絕大部分,造成液位計接收不到反射的信號。這個跟泡沫的厚度沒有太大關系,主要跟泡沫的覆蓋面積有關。
解決方法:
安裝導波管,把超聲波液位計探頭放在導波管內測量液位計高度,
因為導波管內的泡沫會減少很多。更換為雷達液位計來測量,雷達液位計對5
厘米以內的泡沫都可以穿透。第四種:現場有電磁干擾。 故障現象:超聲波液位計數據無規律跳動,或者乾脆顯示無信號。 原因:工業現場會有很多電動機、變頻器還有電焊都會對超聲波液位計測量造成影響。電磁干擾會超過探頭接收到的回波信號。
解決方法:超聲波液位計必須可靠接地,接地後,電路板上的一些干擾,會通過地線跑
掉。而且這個接地是要單獨接地,不能跟其他設備共用一個地。電源不能跟變頻器、電動機
同一個電源,也不能從動力系統電源上直接引電。安裝地點要遠離變頻器、變頻電動機、大
功率 電動設備。如果不能遠離,就要在液位計外面裝金屬的儀表箱來隔絕屏蔽,這個儀表
箱也要接地。 第五種:現場水池或者罐子內溫度高,影響超聲波液位計測量。 故障現象:水面離探頭近的時候可以測量到,水面離探頭遠就測量不到。水溫低的時候超聲波液位計測量都正常,水溫高了超聲波液位計就測量不到。 原因:液體介質在
30-40℃以下一般不會產生蒸汽和霧氣,超過這個溫度容易產生蒸汽或霧氣,超聲波液位計發射的超聲波在發射過程中穿過蒸汽會衰減一次,從液面反射回來的時候又要衰減一次,
造成最後回到探頭的超聲波信號很弱,所以測量不到。而且在這種環境下,超聲波液位計探頭容易結水珠,水珠會阻礙超聲波的發射和接收。
解決方法:要把量程加大,實際罐子高度是3米,要選擇6米-9米的超聲波液位計。可以減少或削弱蒸汽或者霧氣對測量的影響。探頭要用聚四氟乙烯或者PVDF做,做成物理密封型的,
這樣的探頭發射面上不容易凝結水珠。其他材質的發射面,水珠都比較容易凝結。
❹ 影響超聲波流量計計量的有什麼因素
1.流體介質
(超聲波流量計能測的介質也是有要求的,有些介質測不了)
2.介質的溫度
3.是否滿管(液體超聲波流量計)
4.時差法原理的超聲波流量計只能測較為純凈的液體流量。
5.多普勒法超聲波流量計專門測帶雜質氣泡的液體流量
6.管道的材質
7.管道的壁厚
8.介質的流速范圍(過低過高都測不準)
9.當感測器探頭接觸管壁的時候是否充分接觸,一般的管壁都需要經過打磨處理,加上耦合劑才能達到充分接觸,如果接觸不好會影響信號傳遞
10.感測器探頭安裝的距離(指的是時差法的超聲波流量計,時差法是通過超聲波的折射來完成測量的,如果距離不對那對信號也是影響非常大的)
❺ 超聲波的資料
超聲波
維基網路,自由的網路全書
(重定向自超聲波)
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超聲波是指任何聲波或振動,其頻率超過人類耳朵可以聽到的最高閾值20千赫。超聲波由於其高頻特性而被廣泛應用於眾多領域,比如金屬探傷,工件清洗等。
某些動物,如犬只、海豚、以及蝙蝠等等都有著超乎人類的耳朵,也因此可以聽到超聲波。亦有人利用這個特性製成能產生超聲波來呼喚犬只的無音笛。
目錄
[隱藏]
* 1 用途
* 2 設備
* 3 相關條目
* 4 外部鏈接
* 5 參考資料
[編輯] 用途
超聲波在軍事、醫療及工業中有較大的用途。它應用按功率的大小可分為功率超聲和檢測超聲。
功率超聲的應用包括焊接、鑽孔、粉碎、清洗、乳化等,它們多屬於只發射不接受的超聲設備。目前人們對超聲加工的確切理論仍未透徹認識。 檢測超聲在軍事中的應用有雷達定位等。醫用超音波可以看穿肌肉及軟組織,使得這項技術常用來掃描很多器官,以協助醫療上的診斷和治療。產科超音波也常用在懷孕時期的檢查。醫生可以利用超聲波成像法透視身體,但由於超聲波不能穿透骨頭,所以雖然超聲波對人體傷害比較低,但仍不能完全取代X光。典型超音波大約2MHz到10MHz的頻率,較高頻率通常用在泌尿道碎石振波。檢測超聲波設備有發射又有接受。
[編輯] 設備
超聲波清洗機,可用於清潔用途,是目前清洗效果最佳的方式[來源請求],一般認為是這利用了超聲在液體中的「空穴效應」。超聲波清洗機的清潔原理,在於利用超聲波振動清水,使微細的真空氣泡在水裡產生,當真空氣泡爆破時釋放了儲存在氣泡裡面的能量,釋放溫度約攝氏 5000 度以及超過10,000磅吋的壓力將物件表面的油脂或污垢帶走[1]。清洗機所產生的超聲波的頻率約為20-50千赫,可應用在珠寶、 鏡片或其他光學儀器、牙醫用具、外科手術用具及工業零件的清潔。
除可以發出較低頻率的純機械的超聲哨子以外,一般超聲設備有超聲電源,換能器,變幅桿,工具頭等構成。換能器有壓電陶瓷換能器和磁致換能器兩種。換能器和變幅桿的理論也可認為是一種專門的學科。
[編輯] 相關條目
❻ 手機清理灰塵超聲波
1、首先打開手機裡面的微信,打開後會看到發現按鈕和搜一搜,分別點擊,如下圖所示。