技術與應用
發布日期:2019-12-11 10:48 瀏覽次數:次
超聲波是一種人耳無法聽到的、頻率一般超過20kHz的聲音。超聲波的基本特性如下所述:
1. 波長與輻射
波的傳播速度是用頻率乘以波長來表示。電磁波的傳播速度是3×108m/s,而聲波在空氣中的傳播速度很慢,約為344 m/s (20℃時)。在這種比較低的傳播速度下,波長很短,這就意味著可以獲得較高的距離和方向分辨率。
正是由于這種較高的分辨率特性,才使我們有可能在進行測量時獲得很高的精確度。超聲波設備的外表面尺寸易于獲得精確的輻射。
2. 反射
要探測某個物體是否存在,超聲波就能夠在該物體上得到反射。
由于金屬、木材、混凝土、玻璃、橡膠和紙等可以反射近乎100%的超聲波,因此我們可以很容易地發現這些物體。
由于布、棉花、絨毛等可以吸收超聲波,因此很難利用超聲波探測到它們。同時,由于不規則反射,通?赡芎茈y探測到表面振動幅度很大的物體。
3. 溫度效應
聲波傳播的速度“c”可以用下列公式表示。
c=331.5+0.607t (m/s) 式中,t=溫度 (℃)
也就是說,聲音傳播速度隨周圍溫度的變化而有所不同。
因此,要精確的測量與某個物體之間的距離時,始終檢查周圍溫度是十分必要的。
4. 衰減
傳播到空氣中的超聲波強度隨距離的變化成比例地減弱,這是因為衍射現象所導致的在球形表面上的擴散損失,也是因為介質吸收能量產生的吸收損失。
如圖1所示,超聲波的頻率越高,衰減率就越高,波的傳播距離也就越短。