❶ 超声检测原理
超声就是频率高于20kHz、超出人们耳朵辨别能力并且穿透性很强的声波。超声的应用有很多,比如用超声的反射来测量距离,利用大功率超声的振动来清除附着在锅炉上面的水垢,利用高能超声做成 "超声刀"来消灭、击碎人体内的癌变、结石等,而利用超声的反射等效应和穿透力强、能够直线传播等的特性来进行检测也是其中一个很大的应用领域。
超声的检测应用主要包括在工业上对各种材料的检测和在医疗上对人体的检测诊断,通过它人们可以探测出金属等工业材料中有没有气泡、伤痕、裂缝等缺陷,可以检测出人们身体的软组织、血流等是否正常。
那么人们是怎么样利用超声来进行检测的呢?现在通常是对被测物体(比如工业材料、人体)发射超声,然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。其中多普勒效应法是利用超声在遇到运动的物体时发生的多普勒频移效应来得出该物体的运动方向和速度等特性;透射法则是通过分析超声穿透过被测物体之后的变化而得出物体的内部特性的,其应用目前还处于研制阶段;这里主要介绍的是目前应用最多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。
反射法是基于超声在通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射的原理工作的,正如我们所知道,声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射,而且介质之间的差别越大反射就会越大,所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播的超声波,然后对反射回来的超声波进行接收并根据这些反射回来的超声波的先后、幅度等情况就可以判断出这个组织中含有的各种介质的大小、分布情况以及各种介质之间的对比差别程度等信息(其中反射回来的超声波的先后可以反映出反射界面离探测表面的距离,幅度则可以反映出介质的大小、对比差别程度等特性),从而判断出该被测物体是否有异常。
在这个过程中就涉及到很多方面的内容,包括超声波的产生、接收、信号转换和处理等。其中产生超声波的方法是通过电路产生激励电信号传给具有压电效应的晶体(比如石英、硫酸锂等),使其振动从而产生超声波;而接收反射回来的超声波的时候,这个压电晶体又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送给信号处理电路进行一系列的处理,最后形成图像供人们观察判断。
这里根据图像处理方法(也就是将得到的信号转换成什么形式的图像)的种类又可以分为A型显示、M型显示、B型显示、C型显示、F型显示等。其中A型显示是将接收到的超声信号处理成波形图像,根据波形的形状可以看出被测物体里面是否有异常和缺陷在那里、有多大等,主要用于工业检测;M型显示是将一条经过辉度处理的探测信息按时间顺序展开形成一维的"空间多点运动时序图",适于观察内部处于运动状态的物体,如运动的脏器、动脉血管等;B型显示是将并排很多条经过辉度处理的探测信息组合成的二维的、反映出被测物体内部断层切面的"解剖图像"(医院里使用的B超就是用这种原理做出来的),适于观察内部处于静态的物体;而C型显示、F型显示现在用得比较少。
超声检测不但可以做到非常准确,而且相对其他检测方法来说更为方便、快捷,也不会对检测对象和操作者产生危害,所以受到了人们越来越普遍的欢迎,有着非常广阔的发展前景。
❷ 为什么用超声波可以探测海底
在1914~1918年的第一次世界大战期间,法国和美国的海军遭到德国潜水艇的袭击而蒙受了很大损失。由于海水挡住了人们的视线,海面上的舰艇稍不注意就要吃亏。有什么办法能够预先发现潜水艇的行踪呢?电磁波在空气中能够传得很远,可是,电磁波进入海水中,传不了多远就会被海水吸收掉,所以不能使用靠电磁波工作的雷达在大海中搜索。
1918年,法国科学家郎之万首次用超声波侦察潜水艇,获得了成功。
超声波在水中能够按着一定的方向直线前进,它能够传到几千米、几十千米、甚至几千千米以外。而且它又能形成射束,聚成很窄的一束,向一个方向传播。如果它在海洋中没有遇到什么障碍,就一直前进,并消失在海洋中。当它在中途遇到障碍物时,就会有一部分能量按原方向反射回来。因此,当接收到回声讯号,经过放大送到显示器,就可以立刻显示出目标的距离和方位。
根据这个原理,超声波不仅能发现潜伏在茫茫大海里的潜艇,还能“看见”隐藏在海底的暗礁、浅滩和沉船,在大雾中提醒船长哪儿有冰山。由于鱼群能反射超声波,超声波还能帮助人们寻找鱼群,增加捕鱼量。
发射和接收超声波的设备叫“声纳”。声纳被称为伸向海洋的“耳朵”。
❸ 如何解决超声波液位计的部分故障
如何解决超声波液位计的部分故障?
任何的仪器都不可避免的会产生一些障碍。超声波液位计也不例外。超声波液位计是一款应用很广泛的液位计,关于其应用中可能存在的一些问题。我们知道一款仪器不能正常使
用,不仅有自身存在的问题的因素,同时也可能是外部的因素影响,本篇就主要跟大家介绍
一下超声波液位计出现故障的以下几种情况。
第一种:进入盲区
故障现象:出现满量程或者任意数据。
原因:超声波液位计都有盲区,一般5米以内量程,盲区是0.3-0.4米。10米以内量程是0.4-0.5
米。进入盲区后,超声波会出现任意的数值,不能正常工作。
解决方法:安装的时候就要考虑盲区的高度,安装好之后探头离最高水位之间的距离必
须大于盲区。
以上原因可能导致超声波液位计的不正常工作,
所以在购买超声波液位计的时候,一定要把现场的工况和有经验的客服说,好帮你选型,建议您怎么安装。保证超声波液位计正常工作。
第二种:现场容器里面有搅拌,液体波动比较大,影响超声波液位计的测量。
故障现象:无信号或者数据波动厉害。
原因:超声波液位计说的测量几米距离,都是指平静的水面。比如5米量程的超声波液
位计,一般是指测量平静的水面最大距离是5米,实际出厂会做到6米。遇到容器里面有搅
拌的情况下,水面不是平静的,反射信号会减弱到正常信号的一半以下。
解决方法:选用更大量程的超声波液位计,如果实际量程是5米,那就要用10米或者15
米的超声波液位计来测量。如果不换超声波液位计,而且罐子内液体无粘性,还可以安装导波管,把超声波液位计探头放在导波管内测量液位计高度,因为导波管内的液面基本是
平稳的。建议把二线制超声波液位计改为四线制的。 第三种:液体表面有泡沫。
故障现象:超声波液位计一直在搜索,或者显示“丢波”状态。原因:泡沫会明显吸收超声波,导致回波信号非常弱。因此当液体表面40-50%以上面积覆盖了泡沫,超声波液位计发射的信号就被会吸收绝大部分,造成液位计接收不到反射的信号。这个跟泡沫的厚度没有太大关系,主要跟泡沫的覆盖面积有关。
解决方法:
安装导波管,把超声波液位计探头放在导波管内测量液位计高度,
因为导波管内的泡沫会减少很多。更换为雷达液位计来测量,雷达液位计对5
厘米以内的泡沫都可以穿透。第四种:现场有电磁干扰。 故障现象:超声波液位计数据无规律跳动,或者干脆显示无信号。 原因:工业现场会有很多电动机、变频器还有电焊都会对超声波液位计测量造成影响。电磁干扰会超过探头接收到的回波信号。
解决方法:超声波液位计必须可靠接地,接地后,电路板上的一些干扰,会通过地线跑
掉。而且这个接地是要单独接地,不能跟其他设备共用一个地。电源不能跟变频器、电动机
同一个电源,也不能从动力系统电源上直接引电。安装地点要远离变频器、变频电动机、大
功率 电动设备。如果不能远离,就要在液位计外面装金属的仪表箱来隔绝屏蔽,这个仪表
箱也要接地。 第五种:现场水池或者罐子内温度高,影响超声波液位计测量。 故障现象:水面离探头近的时候可以测量到,水面离探头远就测量不到。水温低的时候超声波液位计测量都正常,水温高了超声波液位计就测量不到。 原因:液体介质在
30-40℃以下一般不会产生蒸汽和雾气,超过这个温度容易产生蒸汽或雾气,超声波液位计发射的超声波在发射过程中穿过蒸汽会衰减一次,从液面反射回来的时候又要衰减一次,
造成最后回到探头的超声波信号很弱,所以测量不到。而且在这种环境下,超声波液位计探头容易结水珠,水珠会阻碍超声波的发射和接收。
解决方法:要把量程加大,实际罐子高度是3米,要选择6米-9米的超声波液位计。可以减少或削弱蒸汽或者雾气对测量的影响。探头要用聚四氟乙烯或者PVDF做,做成物理密封型的,
这样的探头发射面上不容易凝结水珠。其他材质的发射面,水珠都比较容易凝结。
❹ 影响超声波流量计计量的有什么因素
1.流体介质
(超声波流量计能测的介质也是有要求的,有些介质测不了)
2.介质的温度
3.是否满管(液体超声波流量计)
4.时差法原理的超声波流量计只能测较为纯净的液体流量。
5.多普勒法超声波流量计专门测带杂质气泡的液体流量
6.管道的材质
7.管道的壁厚
8.介质的流速范围(过低过高都测不准)
9.当传感器探头接触管壁的时候是否充分接触,一般的管壁都需要经过打磨处理,加上耦合剂才能达到充分接触,如果接触不好会影响信号传递
10.传感器探头安装的距离(指的是时差法的超声波流量计,时差法是通过超声波的折射来完成测量的,如果距离不对那对信号也是影响非常大的)
❺ 超声波的资料
超声波
维基网络,自由的网络全书
(重定向自超声波)
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超声波是指任何声波或振动,其频率超过人类耳朵可以听到的最高阈值20千赫。超声波由于其高频特性而被广泛应用于众多领域,比如金属探伤,工件清洗等。
某些动物,如犬只、海豚、以及蝙蝠等等都有着超乎人类的耳朵,也因此可以听到超声波。亦有人利用这个特性制成能产生超声波来呼唤犬只的无音笛。
目录
[隐藏]
* 1 用途
* 2 设备
* 3 相关条目
* 4 外部链接
* 5 参考资料
[编辑] 用途
超声波在军事、医疗及工业中有较大的用途。它应用按功率的大小可分为功率超声和检测超声。
功率超声的应用包括焊接、钻孔、粉碎、清洗、乳化等,它们多属于只发射不接受的超声设备。目前人们对超声加工的确切理论仍未透彻认识。 检测超声在军事中的应用有雷达定位等。医用超音波可以看穿肌肉及软组织,使得这项技术常用来扫描很多器官,以协助医疗上的诊断和治疗。产科超音波也常用在怀孕时期的检查。医生可以利用超声波成像法透视身体,但由于超声波不能穿透骨头,所以虽然超声波对人体伤害比较低,但仍不能完全取代X光。典型超音波大约2MHz到10MHz的频率,较高频率通常用在泌尿道碎石振波。检测超声波设备有发射又有接受。
[编辑] 设备
超声波清洗机,可用于清洁用途,是目前清洗效果最佳的方式[来源请求],一般认为是这利用了超声在液体中的“空穴效应”。超声波清洗机的清洁原理,在于利用超声波振动清水,使微细的真空气泡在水里产生,当真空气泡爆破时释放了储存在气泡里面的能量,释放温度约摄氏 5000 度以及超过10,000磅吋的压力将物件表面的油脂或污垢带走[1]。清洗机所产生的超声波的频率约为20-50千赫,可应用在珠宝、 镜片或其他光学仪器、牙医用具、外科手术用具及工业零件的清洁。
除可以发出较低频率的纯机械的超声哨子以外,一般超声设备有超声电源,换能器,变幅杆,工具头等构成。换能器有压电陶瓷换能器和磁致换能器两种。换能器和变幅杆的理论也可认为是一种专门的学科。
[编辑] 相关条目
❻ 手机清理灰尘超声波
1、首先打开手机里面的微信,打开后会看到发现按钮和搜一搜,分别点击,如下图所示。