什么是超声波?今天,大连海峰超声波流量计厂家为您做一个详细的介绍。
超声波是与人类生活密切相关的自然现象。当声音的频率超过人类听觉的频率极限(根据大量调查,整数为20000赫兹)时,人们无法察觉声音的存在,因此这种高频声音被称为“超级”声音。
超声波特性
超声波压力特性
当声波通过物体时,由于声波振动引起的材料分子的压缩和稀疏,材料上的压力会发生变化。声振动引起的附加压力现象称为声压作用。
由于超声波的巨大能量,使得物质分子产生明显的声压效应成为可能。例如,当水通过一般强度的超声波时,附加压力可以达到几个大气压。液体中存在如此巨大的声压,会引起值得关注的现象。当超声振动压缩液体分子时,似乎分子受到来自四面八方的压力;当超声振动使液体分子稀疏时,似乎受到向外分散的拉力。对于液体来说,它们能承受附加压力的影响,所以当它们受到压缩力时,不太可能产生异常情况。
但是,在拉力的作用下,液体将无法支撑。在拉力集中的地方,液体就会破裂。这种断裂特别容易发生在液体中有杂质或气泡的地方,因为这些地方的液体强度很低,不能承受几倍大气压的拉力。由于破裂,液体中存在许多气泡状的小空穴,这些小空穴存在的时间很短,并且瞬间闭合。当腔体关闭时,会产生巨大的瞬时压力,可达到数千甚至上万个大气压。在这种强大的瞬时压力作用下,液体的温度会突然升高。断裂引起的瞬时压力相互作用,使悬浮在液体中的固体表面迅速被破坏。我们常称之为空化。
光束特性
由于超声波的波长较短,超声波可以像光线一样反射、折射和聚焦,并遵循几何光学定律。也就是说,当超声波从材料表面反射时,入射角等于反射角。当光线穿过材料,进入另密度不同的材料时,就会发生折射,即光线的传播方向会发生改变。两种材质之间的密度差越大,折射越大。
吸收特性
当声波在各种材料中传播时,由于材料需要吸收能量,因此强度会随着传播距离的增加而逐渐减小。
对于同一材料,声波频率越高,吸收越强。
对于一定频率的声波,在气体中传播时吸收最有害,在液体中传播时吸收相对较弱,在固体中传播时吸收最小。
超声波的能量传递特性使得超声波在各个工业部门有着广泛的应用,其主要特点是它比声波具有更强大的能量。为什么会有强大的力量?因为当声波到达某一物质时,物质中的分子也会因声波的作用而振动。振动的频率与声波的频率相同。分子振动的频率决定了分子振动的速度。频率越高,速度越快。物质分子振动所获得的能量,除了由分子的质量决定外,还由分子振动速度的平方决定,因此如果声波的频率较高,也就是说,物质分子可以获得较高的能量,超声波的频率比声波的频率高得多超声波能使材料分子获得巨大的能量,也就是说,超声波本身能为材料提供足够的能量。
超声波的应用具有以下特点:。超声波具有良好的方向性-频率越高,方向性越强。这是缺陷检测和水声通信等应用中的一个主要考虑因素。
2. 当频率较高时,相应的波长会变短,因此波长可以与传播超声波的样品材料的尺寸相比较,甚至波长可以远小于样品材料的尺寸。这对于小厚度测量和高分辨率探伤的应用具有重要意义。
3. 超声波很安静,人们听不到。这在高强度工作环境中尤为重要。