超聲波檢測聲速和零點有什麼關系

Ⅰ 減小超聲波測距誤差的方法

超聲波測距誤差分析和減小方法：
根據超聲波測距公式L=C×T，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。
時間誤差
當要求測距誤差小於1mm時，假設已知超聲波速度C=344m/s (20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。測距誤差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907ms。在超聲波的傳播速度是准確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距誤差小於1mm的誤差。使用的12MHz晶體作時鍾基準的89C51單片機定時器能方便的計數到1μs的精度，因此系統採用89C51定時器能保證時間誤差在1mm的測量范圍內。
超聲波傳播速度誤差
超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快，而空氣的密度又與溫度有著密切的關系，如表1所示。
已知超聲波速度與溫度的關系如下：

式中： r —氣體定壓熱容與定容熱容的比值，對空氣為1.40，
R —氣體普適常量，8.314kg·mol-1·K-1，
M—氣體分子量，空氣為28.8×10-3kg·mol-1，
T —絕對溫度，273K+T℃。
近似公式為：C=C0+0.607×T℃
式中：C0為零度時的聲波速度332m/s；
T為實際溫度(℃)。
對於超聲波測距精度要求達到1mm時，就必須把超聲波傳播的環境溫度考慮進去。例如當溫度0℃時超聲波速度是332m/s, 30℃時是350m/s，溫度變化引起的超聲波速度變化為18m/s。若超聲波在30℃的環境下以0℃的聲速測量100m距離所引起的測量誤差將達到5m，測量1m誤差將達到5mm。而LM92溫度感測器的溫度測試解析度為0.0625℃，-10℃至+85℃准確度為±1.0℃，I2C匯流排介面。用89C51的通用I/O埠能很容易的模擬I2C匯流排的讀寫時序，LM92的高精度溫度測量能很好的補償超聲波在不同溫度的傳播速度。
超聲波測距原理
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達原理是一樣的。測距的公式表示為：L=C×T
式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間數值的一半)。超聲波測距主要應用於倒車提醒、建築工地、工業現場等的距離測量，雖然目前的測距量程上能達到百米，但測量的精度往往只能達到厘米數量級。
由於超聲波易於定向發射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優點，是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度。通過分析超聲波測距誤差產生的原因，提高測量時間差到微秒級，以及用LM92溫度感測器進行聲波傳播速度的補償後，設計的高精度超聲波測距儀能達到毫米級的測量精度。

Ⅱ 超聲波探傷儀直探頭當前零點多少合適

1. 儀器設置:(1) 根本主菜單 ① 局限:依據工件的厚度確定 ② ②聲速為5920米/秒(2) 斜探頭主菜單 ①探頭角度為"0"
2. 儀器校準(1) 將探頭巧合到CSK-ⅢA試塊上,調理探頭零點,使一次底波和二次底波辨別對應相對程度刻度,此時探頭零點顯示值即為該值探頭零點(假如不校準,普通設為0.8-09)
3.測量 ①局限:當厚度較小時,超聲波探傷儀普通局限為厚度的五倍;當厚度較大時局限為厚度的2倍 ②假如資料厚度較大時，超聲波探頭,首要看始波與一次回波之間有沒有超越規范的波或一次回波下降水平. ③假如資料厚度較小時,首要看一次回波與二次回波之間有沒有超越規范的波或一次回波下降水平.有時需求看一次回波後面有無缺陷波。
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Ⅲ 超聲有什麼物理特性

聲速

聲速與介質的體彈性系數和密度有關。由於介質的彈性系數與溫度有關，因此聲速也與溫度有關。在超聲診斷的頻段中，人體組織的超聲速度與頻率無關，而且軟組織中的聲速都很接近，約為1540m/s。

波長、周期和頻率

聲波在介質中傳播時，兩個相鄰的同相位點之間的距離，如相鄰兩點稠密部之間的距離（超聲波在人體中一般是以縱波方式傳播），稱為聲波的波長，以λ表示。波向前移動一個波長的距離所需的時間，稱為聲波的周期，以T表示。介質中任何一給定點在單位時間內通過的波敝，稱為聲波的頻率，以f表示。它們之間的關系為

λ=C/f=CT

式中為聲波的傳播速度。

醫學診斷中採用的超聲波頻率在1-20MHz范圍內。

聲阻抗

介質中任意點的密度ρ與該點處聲波的傳播速度C之積為此介質在該點處的聲阻抗，以Z表示，即Z=ρC。它是表徵介質的聲學特性的一個重要物理量。聲阻抗的變化將影響超聲波的傳播。聲阻抗是採用反射回波法進行超聲診斷的物理基礎。

聲壓級與聲強級

聲壓級LP是以分貝表示的某個聲壓P與參考分壓P0的比值，即LP=20lg(P/P0)

聲強級LI是以分貝表示的某個聲強I與參考聲強I0的比值，即LI=10lg(I/I0)

聲強是表示聲的客觀強弱的物理量，它表示通過垂直於傳播方向上單位面積的能流率。聲強為

I=1/2(ρCω02A2)=p02/(2Z)

聲強的單位是mW/cm2或W/m2。

聲強與聲源的振幅有關，振幅越大，聲強也越大。對於平面超聲波，他的總功率為強度I和面積S的乘積，即W=IS。

由於超聲強度太大會破壞人體正常細胞組織，因其不可逆的生物效應。因此，國際上對診斷用超聲強度安全劑量作出規定，一般接受的安全劑量為20mW/cm2。

超聲波的指向性

對於平面園片換能器，在無吸收的介質中其波束形狀有兩個不同的區域即園柱形區和發散區或稱為近場區和遠場區。近場區的長度為D2/4λ，D為晶片直徑，λ為該介質中傳播的超聲波長。在遠場區，發散角由sinθ=1.22λ/D給出。可見，減小直徑可縮短近場長度和增大，即加寬了波束。增加頻率即減小波長時，加長了近場區，減少了發散角，可獲得較窄的波束。

聲強度沿中心軸距離的分布，近場區聲強度有劇烈的起伏變化，存在著許多聲強度為極小值的節點。這些節點可引起不希望有的盲點。在遠場區聲強都變化趨於平穩，單隨著距離的增加，聲強逐漸減弱。

超聲波的反射與折射

當一束平面超聲波入射到兩種介質交界面上時，或者聲阻抗的不連續處時，會產生反射和折射，並遵從反射和折射定律。

θI=θR

SinθI/SinθT=C1/C2

超聲波的衰減

超聲在介質中傳播，其能量將隨著距離的增加而減小，這種現象稱為超聲波的衰減。雜訊衰減的因素主要有兩類。一類是聲束本身擴散，使單位面積上的能量下降，或反射，散射的結果，使能量不能再沿著原來的方向傳播。在這一類事件中，聲波的總能量並沒有減少。另一類是，超聲傳播中，由於介質的吸收，將聲能轉換成為熱能，因而使聲能減小。著後一類的機理比較復雜，主要有粘滯吸收；弛豫吸收、相對運動吸收及空化氣泡吸收。

對於給定的頻率的超聲波，其強度和壓強幅度都隨著距離的增大而按指數規律下降，可表示為：

I(x)=I0e-2αx

P(x)=P0e-αx

式中α為衰減系數。α是頻率的函數。αmm=βfMHz。為常數。

衰減系數在很大程度上依賴於頻率。這一點，我們在設計還是臨床操作上都具有重大影響意義。實驗結果表明，在醫學超聲頻率范圍內，人體組織對超聲波的吸收系數幾乎與超聲波頻率成正比。