超聲波與次聲波在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用

超聲波與次聲波在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用
超聲技術(shù)是一門(mén)以物理、電子、機(jī)械及材料學(xué)為基礎(chǔ)的通用技術(shù)之一。超聲技術(shù)是通過(guò)超聲波產(chǎn)生、傳播及接收的物理過(guò)程而完成的。超聲波具有聚束、定向及反射、透射等特性。按超聲振動(dòng)幅射大小不同大致可分為：
1、用超聲波使物體或物性變化的功率應(yīng)用稱功率超聲，例如：在液體中發(fā)生足夠大的能量，產(chǎn)生空化作用，能用于清洗、乳化。
2、用超聲波得到若干信息，獲得通信應(yīng)用，稱檢測(cè)超聲，例如：用超聲波在介質(zhì)中的脈沖反射對(duì)物體進(jìn)行厚度測(cè)試稱超聲測(cè)厚。
超聲波清洗及應(yīng)用：
一 超聲波清洗原理
超聲波清洗屬物理清洗，把清洗液放入槽內(nèi)，在槽內(nèi)作用超聲波。由于超聲波與聲波一樣是一種疏密的振動(dòng)波，在傳播過(guò)程中，介質(zhì)的壓力作交替變化。在負(fù)壓區(qū)域，液體中產(chǎn)生撕裂的力，并形成真空的氣泡。當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡迅速增長(zhǎng)，在正壓區(qū)域氣泡由于受到壓力擠破滅、閉合。此時(shí)，液體間相互碰撞產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波。雖然位移、速度都非常小，但加速度卻非常大，局部壓力可達(dá)幾千個(gè)大氣壓，這就是所謂的空化效應(yīng)。 測(cè)厚儀| 測(cè)速儀| 轉(zhuǎn)速表| 壓力表| 壓力計(jì)| 真空表| 硬度計(jì)| 探傷儀| 電子稱| 熱像儀|
二 影響清洗效果的幾個(gè)因素
1、與頻率的關(guān)系：一般頻率越低空化效果越明顯，但噪音相對(duì)較高，適用于物體面相對(duì)平正的物體。頻率越高，空化效果越差，但噪音相對(duì)較低，適用于微孔盲孔效多的物體及電子晶體等。
2、與溫度有關(guān)：一般30℃-50℃的介質(zhì)溫度清洗效果最好。
3、與聲強(qiáng)有關(guān)：根據(jù)頻率不同，聲強(qiáng)一般選在1-2w/cm2左右。
4、與清洗液有關(guān)：一般來(lái)說(shuō)，清洗液的粘度越低含氣量越高，清洗效果越好。
5、與清洗液的深度及被清洗物的位置有關(guān)。
三 超聲波清洗在各種領(lǐng)域的應(yīng)用
由于超聲波清洗本身具有其它物理清洗或化學(xué)清洗無(wú)可比擬的優(yōu)越性，因此廣泛應(yīng)用于服務(wù)業(yè)、電子業(yè)、醫(yī)藥業(yè)、實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械業(yè)、硬質(zhì)合金業(yè)、化學(xué)工業(yè)等諸多領(lǐng)域，下面就個(gè)別行業(yè)作簡(jiǎn)單介紹。
1、在服務(wù)業(yè)中的應(yīng)用。
日常生產(chǎn)中，眼鏡、首飾都可以用超聲波進(jìn)行清洗，速度快，無(wú)損傷，大型的賓館、飯店用它清洗餐具，不僅清洗效果好，還具有殺滅病毒的作用。
2、超聲波在微粉業(yè)的應(yīng)用
眾所周知，要取得不同大小的顆粒，是把破碎料放在球磨機(jī)內(nèi)研磨后，經(jīng)過(guò)不同規(guī)格篩子層層篩分而得的。篩子長(zhǎng)時(shí)間使用后，篩孔會(huì)被堵塞（如金剛石篩），用其它方法刷洗會(huì)破壞篩子，且效果不理想，經(jīng)過(guò)眾多廠家的試驗(yàn)后，用超聲波清洗，不僅不損壞篩子，而且篩子上面的堵塞顆粒完全被回收。
3、超聲波在制藥工業(yè)的應(yīng)用
超聲波清洗技術(shù)經(jīng)過(guò)眾多制藥企業(yè)的應(yīng)用而得到廣泛使用，特別是對(duì)西林瓶、口服液瓶、安瓶、大輸液瓶的清洗以及對(duì)丁基膠塞、天然膠塞的清洗方面，已經(jīng)得到首肯。對(duì)于瓶類的清洗，是用超聲波清洗技術(shù)代替原有的毛刷機(jī)，它經(jīng)過(guò)翻轉(zhuǎn)注水、超聲清洗、內(nèi)外沖洗、空氣吹干、翻轉(zhuǎn)等流程而實(shí)現(xiàn)的。
4、超聲對(duì)濾芯的清洗
我們知道，無(wú)論何種材質(zhì)的過(guò)濾器或無(wú)論何種用途的過(guò)濾器，使用一段時(shí)間后，都會(huì)由于雜質(zhì)而造成通透性降低而報(bào)廢，普通濾芯價(jià)格較低還可以，但對(duì)于化纖行業(yè)，一只進(jìn)口濾芯，價(jià)格近萬(wàn)元，棄之實(shí)在可惜，我們同其它科研單位合作研制的超聲波濾芯清洗機(jī)，采用聚能型超聲波清洗機(jī)，它可把1KW以上的能量集中在200×20mm2 的輻射面上，超聲強(qiáng)度大，能夠快速將堵塞物去除，同時(shí)設(shè)備采用反過(guò)濾裝置，只要您提供波芯，我們就可為您提供整套清洗裝置。（該設(shè)備洗一根濾芯的時(shí)間為10-15分鐘）。適用于PP綿濾芯、活性炭濾芯、中空纖維濾芯陶瓷膜濾芯。
5、超聲波對(duì)金屬的清洗
眾所周知，金屬棒材經(jīng)擠壓成絲后，金屬絲的外部往往有一層碳化膜和油，用酸清洗或其它清洗方法，很難讓污物去除（尤其整盤(pán)絲），超聲波洗絲機(jī)是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要而設(shè)計(jì)的一種連續(xù)走絲，高效清洗設(shè)備，粗洗部分由清洗液儲(chǔ)槽、換能器、循環(huán)泵、過(guò)濾器及配套管道系統(tǒng)組成，金屬絲經(jīng)超聲波粗洗精洗后，再經(jīng)過(guò)吹干，從而完成整個(gè)清洗過(guò)程。整套設(shè)備集成控制，簡(jiǎn)潔、方便、效果好，廣泛用于鉭絲、鎢絲、鉬絲、鈮絲、銅絲（絕緣漆涂覆前）等其它金屬絲。
6、超聲波清洗技術(shù)在磷化處理中的應(yīng)用
產(chǎn)品噴涂前處理工藝非常重要，一般的傳統(tǒng)工藝使用酸液對(duì)工件進(jìn)行處理，對(duì)環(huán)境污染較重，工作環(huán)境較差，同時(shí)，最大的弊端是結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件酸洗除銹后的殘酸很難沖洗干凈。工件噴涂后，時(shí)間不長(zhǎng)，沿著夾縫出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，破壞涂層表面，嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀和內(nèi)在質(zhì)量。超聲波清洗技術(shù)應(yīng)用到涂裝前處理后，不僅能使物體表面和縫隙中的污垢迅速剝落，而且涂裝件噴涂層牢固不會(huì)返銹。
超聲波清洗在各行各業(yè)都可用到，以上的幾種僅是具有代表性的行業(yè)應(yīng)用，還有許多新的行業(yè)和領(lǐng)域都可以使用超聲波清洗，期待著廣大使用單位和生產(chǎn)廠家共同開(kāi)發(fā)探索。
超聲波測(cè)厚及應(yīng)用
在工業(yè)領(lǐng)域中超聲波測(cè)厚是一門(mén)成熟的高新技術(shù)，它的最大優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)安全、可靠及精度高，而且它可以巡回在運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。超聲測(cè)厚儀按工作原理分：有共振法、干涉法及脈沖反射法等。

幾種，由于脈沖反射法并不涉及共振機(jī)理，與被測(cè)物表面的光潔度關(guān)系不密切，所以超聲波脈沖法測(cè)厚儀是最受用戶歡迎的一種儀表。
1工作原理
超聲波測(cè)厚儀主要有主機(jī)和探頭兩部分組成。主機(jī)電路包括發(fā)射電路、接收電路、計(jì)數(shù)顯示電路三部分，由發(fā)射電路產(chǎn)生的高壓沖擊波激勵(lì)探頭，產(chǎn)生超聲發(fā)射脈沖波，脈沖波經(jīng)介質(zhì)介面反射后被接收電路接收，通過(guò)單片機(jī)計(jì)數(shù)處理后，經(jīng)液晶顯示器顯示厚度數(shù)值，它主要根據(jù)聲波在試樣中的傳播速度乘以通過(guò)試樣的時(shí)間的一半而得到試樣的厚度。
我廠經(jīng)營(yíng)的HT系列超志波測(cè)厚儀，在采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)研制 的一種低功耗低下限袖珍式的智能測(cè)量?jī)x器，不僅有測(cè)量不同材質(zhì)厚度的儀器，而且有單測(cè)鋼，超薄型的，同時(shí)均可配套高溫測(cè)厚探頭。
2測(cè)厚儀應(yīng)用領(lǐng)域
由于超聲波處理方便，并有良好的指向性，超聲技術(shù)測(cè)量金屬，非金屬材料的厚度，既快又準(zhǔn)確，無(wú)污染，尤其是在只許可一個(gè)側(cè)面可按觸的場(chǎng)合，更能顯示其優(yōu)越性，廣泛用于各種板材、管材壁厚、鍋爐容器壁厚及其局部腐蝕、銹蝕的情況，因此對(duì)冶金、造船、機(jī)械、化工、電力、原子能等各工業(yè)部門(mén)的產(chǎn)品檢驗(yàn)，對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行及現(xiàn)代化管理起著主要的作用。
超聲清洗與超聲測(cè)厚儀僅是超聲技術(shù)應(yīng)用的一部分，還有很多領(lǐng)域都可以應(yīng)用到超聲技術(shù)。比如超聲波霧化、超聲波焊接、超聲波鉆孔、超聲波研磨、超聲波拋光、超聲馬達(dá)等等。超聲波技術(shù)將在各行各業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

次聲波的應(yīng)用從本世紀(jì)50年代開(kāi)始，并逐漸廣泛地被人們所重視。次聲波的應(yīng)用前景大致有這樣幾個(gè)方面：

（1）通過(guò)研究自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的次聲波的特性和產(chǎn)生的機(jī)理，更深入地研究和認(rèn)識(shí)這些自然現(xiàn)象的特征與規(guī)律。例如，利用極光所產(chǎn)生的次聲波，可以研究極光活動(dòng)的規(guī)律。

（2）利用所接收到的被測(cè)聲源產(chǎn)生的次聲波，可以探測(cè)聲源的位置、大小和研究其他特性。例如，通過(guò)接收核爆炸、火箭發(fā)射或者臺(tái)風(fēng)產(chǎn)生的次聲波，來(lái)探測(cè)出這些次聲源的有關(guān)參量。

（3）預(yù)測(cè)自然災(zāi)害性事件。許多災(zāi)害性的自然現(xiàn)象，如火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)、雷暴、臺(tái)風(fēng)等，在發(fā)生之前可能會(huì)輻射出次聲波，人們就有可能利用這些前兆現(xiàn)象來(lái)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)這些災(zāi)害性自然事件的發(fā)生。

（4）次聲波在大氣層中傳播時(shí)，很容易受到大氣介質(zhì)的影響，它與大氣層中的風(fēng)和溫度分布等因素有著密切的聯(lián)系。因此，可以通過(guò)測(cè)定自然或人工產(chǎn)生的次聲波在大氣中的傳播特性，探測(cè)出某些大規(guī)模氣象的性質(zhì)和規(guī)律。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以對(duì)大范圍大氣進(jìn)行連續(xù)不斷的探測(cè)和監(jiān)視。

（5）通過(guò)測(cè)定次聲波與大氣中其他波動(dòng)的相互作用的結(jié)果，探測(cè)這些活動(dòng)特性。例如，在電離層中次聲波的作用使電波傳播受到行進(jìn)性干擾，可以通過(guò)測(cè)定次聲波的特性，進(jìn)一步揭示電離層擾動(dòng)的規(guī)律。

（6）人和其他生物不僅能夠?qū)Υ温暡óa(chǎn)生某些反應(yīng)，而且他（或它）們的某些器官也會(huì)發(fā)出微弱的次聲波。因此，可以利用測(cè)定這些次聲波的特性來(lái)了解人體或其他生物相應(yīng)器官的活動(dòng)情況。