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超声波为什么横波衰减大

发布时间:2024-05-11 02:39:46

A. 什么是超声波的衰减引起超声衰减的主要原因有哪些

超声波在实际传播过程中,会遇到诸多因素的影响,而产生不同程度的衰减,超声波的衰减主要有散射、扩散、和吸收三种。
如果遇到某些障碍物时,部分超声波将无法再按照原来的传播方向进行运动,这时超声波就会出现散射衰减,散射衰减和传播物体的材质有关,如果超声波在固体中进行传播,散射衰减会随之减弱,而如果是在空气当中,超声波的生波会随之增强,而在液体中传播的衰减率,则介于固体和液体之间。
而常见的扩散衰减则与传播介质的密度无关,扩散衰减主要与超声波在介质中的距离有关,顾名思义,只要超声波在物体内部传播的距离越长,那么超声波就会逐渐衰减,直至消失。
另外,还有一种较常见的超声波衰减形式,叫做吸收衰减,由于超声波在物体中进行传播时,或多或少的都会使物体内部产生震动,这种因接触而产生的震动会产生摩擦力,随着传播时间的增加,超声波会与物体间摩擦起热,在这种热能的阻碍下,超声波的能量就会逐渐减弱,最终被完全吸收。

B. 超声波为什么不能用于空中雷达,请详细说明一下原因,我所了解的是超声波在空中衰减很大,有效距离很近

首先超声波在空气中衰减极为严重。因为超声波在空气中有力学作用,近距离甚至可以用于吹蜡,或悬浮物体,传播不了多远,蝙蝠的探测范围只有几米,而飞机动辄几十公里甚至上百公里。不考虑其他因素,随着距离的增加能量是以距离平方次衰减的,而反射回波也是以距离的平方次衰减,再加上力学衰减。要想传播的更远这不但需要消耗大量的能源,而且技术上也做不到。同时超声波强到了一定程度,和噪音一样对人体和生物也是有危害的。
其次空中目标的运动速度快,有些甚至是超音速的,如果对着你而来,哪超声波还没等回波到,飞机或导弹已经到了,甚至命中目标了!而且距离远动辄几公里十几公里,甚至成百上千公里。音速来回往返需要的时间长,会导致情况严重失真。这和我们看一光年以外的星体,其实是看到他一年以前的情况是一个道理,如果雷达上的目标是它几秒,或几分钟后的运动状态,对于运动的物体来说拦截已经失去了意义。尤其是导弹拦截。用电磁波快速运算还难以做到呢?你再耽误一会,黄瓜菜都凉了!

C. 超声波的波速和衰减各有哪些特色在工作过程中有哪些原理和作用

(1) 波速。超声波在不同的介质中(气体、液体、固体)的传播速度是不同的,传播速度与介质密度和弹性系数以及声阻抗有关。不同波形超声波的传播速度也不相同:在固体中,纵波、横波及其表面波三者的声速有一定的关系,通常可认横波的声速为纵波的一半,表面波的声速为横波声速的90%;气体中的纵波声速为344m/s,液体中的纵波声速为900 ~1 900m/s。
(2) 超声波的衰减。超声波在介质中传播时,随着距离的增加,能量逐渐衰减,衰减的程度与超声波的扩散、散射及吸收等因素有关。可用来测距、测液位或料位、金属探伤以及测厚等。

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