超声波核心部件知识介绍 PPT
合集下载
《超声波》PPT课件
例如：钟摆振动。
谐振方程
• y=Acon(ωt+φ)
y—质点的位移 A—振幅 ω—角频率 φ—初相位
阻尼振动： 在阻力作用下的简谐运动。
振动过程中受到阻力的振动，振幅逐渐减小，直至振动停止。
机械波：
机械振动在弹性介质中的传播过程 • 产生机械波必须具备的两个条件： • （1）作机械振动的波源 • （2）能传播机械振动的弹性介质
超声波的衰减
• 扩散衰减 超声波的扩散衰减仅取决于波阵面的形状，与介质的
性质无关。 • 散射衰减
散射衰减与材质的晶粒密切相关，当材质晶粒粗大时， 散射衰减严重，被散射的超声波沿着复杂的路径传播到 探头，在屏上引起林状回波（又叫草波），使信噪比下 降，严重时噪声会湮没缺陷波。 • 吸收衰减
由于介质中质点间内磨擦（即粘滞性）和热传导引起 超声波的衰减 • 通常所说的介质衰减是指吸收衰减与散射衰减，不包括 扩散衰减。以线衰减系数μ表示。
体中传播)
•
(三)表面波R：沿介质表面传播，质点作椭圆运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，
椭圆短轴平行于波的传播方向，可视为纵波和横波的合成。(又称瑞利波)
•
(四)板波： 在板厚与波长相当的薄板中传播的波。可分为SH波和兰姆波。
波的类型
超声波的传播特性
• 波长与声速
C= λ f
CL > Ct >CR
y= A cosω(t-x/c) X
y=
A X
cosω(t-x/c)
超声波的波动特性
• 波的叠加 • 波的干涉 • 驻波
.振动频率、振幅和传播速度相同而传播方向相反的两列波叠加时，就产生驻
波。比如水波碰到岸边反射回来时，前进和反射波的叠合就产生驻波。
谐振方程
• y=Acon(ωt+φ)
y—质点的位移 A—振幅 ω—角频率 φ—初相位
阻尼振动： 在阻力作用下的简谐运动。
振动过程中受到阻力的振动，振幅逐渐减小，直至振动停止。
机械波：
机械振动在弹性介质中的传播过程 • 产生机械波必须具备的两个条件： • （1）作机械振动的波源 • （2）能传播机械振动的弹性介质
超声波的衰减
• 扩散衰减 超声波的扩散衰减仅取决于波阵面的形状，与介质的
性质无关。 • 散射衰减
散射衰减与材质的晶粒密切相关，当材质晶粒粗大时， 散射衰减严重，被散射的超声波沿着复杂的路径传播到 探头，在屏上引起林状回波（又叫草波），使信噪比下 降，严重时噪声会湮没缺陷波。 • 吸收衰减
由于介质中质点间内磨擦（即粘滞性）和热传导引起 超声波的衰减 • 通常所说的介质衰减是指吸收衰减与散射衰减，不包括 扩散衰减。以线衰减系数μ表示。
体中传播)
•
(三)表面波R：沿介质表面传播，质点作椭圆运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，
椭圆短轴平行于波的传播方向，可视为纵波和横波的合成。(又称瑞利波)
•
(四)板波： 在板厚与波长相当的薄板中传播的波。可分为SH波和兰姆波。
波的类型
超声波的传播特性
• 波长与声速
C= λ f
CL > Ct >CR
y= A cosω(t-x/c) X
y=
A X
cosω(t-x/c)
超声波的波动特性
• 波的叠加 • 波的干涉 • 驻波
.振动频率、振幅和传播速度相同而传播方向相反的两列波叠加时，就产生驻
波。比如水波碰到岸边反射回来时，前进和反射波的叠合就产生驻波。
超声PPT课件
断的准确性。
人工智能应用
人工智能技术在超声诊断中的 应用将越来越广泛，能够提高 诊断效率，减轻医生工作量。
远程医疗
随着远程医疗技术的发展，超 声检查将能够实现远程诊断和 远程会诊，提高医疗资源的利 用效率。
培训普及
随着超声技术的不断发展，超 声培训将更加普及，提高医生 的技能水平，推动超声医学的
发展。
早孕超声
对早期妊娠进行超声检查，以确定孕囊位置、胚胎数目及胚胎发育 情况。
胎儿畸形筛查
对中晚期妊娠进行超声检查，以筛查胎儿是否存在畸形和异常。
心电图超声
1 2
心脏结构超声
通过心脏超声检查，评估心脏形态、结构和功能 状况。
心脏血流超声
通过多普勒效应，检测心脏血流状况，以诊断心 脏血管疾病。
3
心功能超声
通过超声心动图检查，评估心脏收缩和舒张功能 状况。
04
超声新技术与发展趋 势
三维超声与立体成像技术
三维超声技术
三维超声技术是一种通过计算机技术将二维图像重建为三维图像的技术。它可 以提供更直观、立体的超声图像，有助于医生更准确地诊断疾病。
立体成像技术
立体成像技术是一种将三维物体或场景转化为二维图像的技术。通过立体成像 技术，医生可以更清晰地观察到病变的位置、大小和形态，从而更准确地诊断 疾病。
超声的生物效应
机械效应
超声波在介质中传播时，介质质点在其作用下会产生位移 、速度变化等机械效应。
热效应
超声波在传播过程中，由于介质质点间的内摩擦而产生热 量，这种热效应可引起生物组织温度升高。
空化效应
当超声波的频率和强度达到一定条件时，会在生物组织中 产生微气泡，这些微气泡在声场作用下迅速膨胀、收缩， 产生强大的冲击力，破坏细胞结构。
人工智能应用
人工智能技术在超声诊断中的 应用将越来越广泛，能够提高 诊断效率，减轻医生工作量。
远程医疗
随着远程医疗技术的发展，超 声检查将能够实现远程诊断和 远程会诊，提高医疗资源的利 用效率。
培训普及
随着超声技术的不断发展，超 声培训将更加普及，提高医生 的技能水平，推动超声医学的
发展。
早孕超声
对早期妊娠进行超声检查，以确定孕囊位置、胚胎数目及胚胎发育 情况。
胎儿畸形筛查
对中晚期妊娠进行超声检查，以筛查胎儿是否存在畸形和异常。
心电图超声
1 2
心脏结构超声
通过心脏超声检查，评估心脏形态、结构和功能 状况。
心脏血流超声
通过多普勒效应，检测心脏血流状况，以诊断心 脏血管疾病。
3
心功能超声
通过超声心动图检查，评估心脏收缩和舒张功能 状况。
04
超声新技术与发展趋 势
三维超声与立体成像技术
三维超声技术
三维超声技术是一种通过计算机技术将二维图像重建为三维图像的技术。它可 以提供更直观、立体的超声图像，有助于医生更准确地诊断疾病。
立体成像技术
立体成像技术是一种将三维物体或场景转化为二维图像的技术。通过立体成像 技术，医生可以更清晰地观察到病变的位置、大小和形态，从而更准确地诊断 疾病。
超声的生物效应
机械效应
超声波在介质中传播时，介质质点在其作用下会产生位移 、速度变化等机械效应。
热效应
超声波在传播过程中，由于介质质点间的内摩擦而产生热 量，这种热效应可引起生物组织温度升高。
空化效应
当超声波的频率和强度达到一定条件时，会在生物组织中 产生微气泡，这些微气泡在声场作用下迅速膨胀、收缩， 产生强大的冲击力，破坏细胞结构。
[课件]超声波技术PPT
![[课件]超声波技术PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/0a7c0e24e87101f69e319558.png)
《北京市电力公司开关类设备状态监测试验规程》规定
记录单
典型案例
超声波案例 1
潮湿引起腐蚀
空气绝缘的开关母线室检测到局放
超声波案例 2
Ultraprobe 9000 非接触方式
由于脏污和潮气表面爬电
超声波案例 3
10kV母线严重污秽造 成放电
超声波案例 3
5月18日，对203进线母线桥柜体超声异常进行检修处理 。 停电检查过程中发现发现柜内及电抗器处C相母线存在较 大的尘土，C相母线排积尘较其他两相严重。
a
3 1 2
3
4 5
仪器的使用方法
当UP9000打开时 ，显 示面板将显示:
-强度水平：仪器探测到 的dB值 - 频率：仪器探测得频 率，UP9000可探测的 频率为20KHz-100KHz。 - 电池：显示电池电量
仪器的使用方法
具体详见：超声波操作手册
注意事项
检测前应检查超声仪器连接是否完好。 定期对超声仪器进行自检，以保证超声仪器测量的准
注意事项
在检测时应防止超声仪器误碰运行设备上的“禁动”
部位。 在检测时应最大限度保持测试周围的安静，不要人为 的产生噪音，而影响检测的准确度。 对设备进行超声波检测时，要分别使用接触式和非接 触式对设备进行检测。因为当设备内部有异常时，有 些情况下只有一种检测方式能检测到。 在使用非接触式检测时，应使用40KHz的频率；在使 用接触式检测时，应使用20KHz的频率。
超声波案例 4
超声波案例 4
超声波案例 4
经过对203柜体内部及串抗母线排清扫处理后，再次对 203开关柜加压试验，暂态地电压数值与环境差值为3dB ，三相超声波信号相同且相对降低，对比清扫处理前后数 据表明C相母线架构覆盖严重尘土是导致检测数据异常的 原因。
超声基础知识06PPT课件
超声基础知识06ppt课件
目录
• 超声波的基本概念 • 超声波的产生与接收 • 超声波的应用领域 • 超声波的仪器设备 • 超声波的物理效应 • 超声波的安全与防护
01 超声波的基本概念
超声波的定义
超声波是指频率高于20000赫兹的声波，人类的听力无法察觉。由于频率较高，通常用于医疗、工业、军事等领域。
超声波在无损检测中具有高精度和高灵敏度的特点，能够检测出微小的 缺陷和损伤。
无损检测中常用的超声设备包括超声探伤仪、超声测厚仪、超声相控阵 检测仪等。
工业制程控制
工业制程控制是指利用超声波对工业制程中的材料、产品进行检测和控制，以提高 生产效率和产品质量。
超声波在工业制程控制中主要用于材料成分分析、厚度测量、温度测量等方面。
折射与反射
当超声波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象。折射是指波的前沿在进入新介质时发生偏 转。反射则是指声波在遇到界面时返回原介质的现象。了解折射和反射的规律对于超声检测和成像技术 非常重要。
03 超声波的应用领域
医学诊断
医学诊断是超声波应用的重要领域之 一。超声波可以无创、无痛地检测人 体内部结构，为医生提供准确的诊断 依据。
显示器
将处理后的回波信号转 换为图像，显示在屏幕
上。
超声波仪器的使用与维护
使用注意事项
在使用超声波仪器时，应确保探头连 接牢固，避免过度用力或碰撞，同时 注意避免电磁干扰和环境温度对仪器 保仪 器性能稳定和准确，同时注意防尘、 防潮、防震等措施，保持仪器良好的 工作环境。
声强限制
为了保护操作人员和患者， 规定了超声波的声强限制， 通常以连续等效声强或脉 冲峰值声强来表示。
暴露时间
操作人员和患者接触超声 波的时间也有一定的限制， 以避免长时间暴露引起的 潜在危害。
目录
• 超声波的基本概念 • 超声波的产生与接收 • 超声波的应用领域 • 超声波的仪器设备 • 超声波的物理效应 • 超声波的安全与防护
01 超声波的基本概念
超声波的定义
超声波是指频率高于20000赫兹的声波，人类的听力无法察觉。由于频率较高，通常用于医疗、工业、军事等领域。
超声波在无损检测中具有高精度和高灵敏度的特点，能够检测出微小的 缺陷和损伤。
无损检测中常用的超声设备包括超声探伤仪、超声测厚仪、超声相控阵 检测仪等。
工业制程控制
工业制程控制是指利用超声波对工业制程中的材料、产品进行检测和控制，以提高 生产效率和产品质量。
超声波在工业制程控制中主要用于材料成分分析、厚度测量、温度测量等方面。
折射与反射
当超声波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象。折射是指波的前沿在进入新介质时发生偏 转。反射则是指声波在遇到界面时返回原介质的现象。了解折射和反射的规律对于超声检测和成像技术 非常重要。
03 超声波的应用领域
医学诊断
医学诊断是超声波应用的重要领域之 一。超声波可以无创、无痛地检测人 体内部结构，为医生提供准确的诊断 依据。
显示器
将处理后的回波信号转 换为图像，显示在屏幕
上。
超声波仪器的使用与维护
使用注意事项
在使用超声波仪器时，应确保探头连 接牢固，避免过度用力或碰撞，同时 注意避免电磁干扰和环境温度对仪器 保仪 器性能稳定和准确，同时注意防尘、 防潮、防震等措施，保持仪器良好的 工作环境。
声强限制
为了保护操作人员和患者， 规定了超声波的声强限制， 通常以连续等效声强或脉 冲峰值声强来表示。
暴露时间
操作人员和患者接触超声 波的时间也有一定的限制， 以避免长时间暴露引起的 潜在危害。
超声波发声器和换能器简介PPT课件
可编辑课件
12
发生器与换能器的匹配
超声波发生器与换能器匹配包括两个方面：
• 一是通过匹配使发生器向换能器输出额定的电功 率，这是由于发生器需要一个最佳的负载才能输 出额定功率所致，把换能器的阻抗变换成最佳负 载，也即阻抗变换作用。
• 二是通过匹配使发生器输出效率最高，这是由于 换能器有静电抗的原因，造成工作频率上的输出 电压和电流有一定相位差，从而使输出功率得不 到期望的最大输出，使发生器输出效率降低，因 此在发生器输出端并上或串上一个相反的抗，使 发生器负载为纯电阻，也即调谐作用。
超声波发生器
超声波发生器实质上是一个功 率发生器，它产生一定频率的正弦 信号，通过电缆联结线传导给换能 器，换能器再将超声波发生器提供 的电信号转换为机械振动。
可编辑课件
1
• 超声波发生器是一种用于产生并向超声换 能器提供超声能量使之工作于谐振频率的 装置，根据其激励方式可分为两种：一种 是他激式，一种是自激式。
可编辑课件
13
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
可编辑课件
9
电路设计是设计中重要的一部分，发生 器逆变电源部分的电路以及主电路开关器 件的选择不同，需要有不同的逆变器主电 路、驱动电路、采样电路、启动电路、保 护电路的具体设计方案应该具有如下功能：
1 良好的匹配电路，能保证发生器提供给换 能器足够的电功率，并使电功率最有效率 的转换为声能。
2 频率自适应功能。因为换能器自身的机械 谐振频率对负载改变、发热以及其它外界 影响较为敏感，它们的变化会引起换能器 谐振频率变化，导致系统的振动失谐、振 幅降低。
可编辑课件
11
3 功率自适应功能。在工作过程中，隶望输 出功率能自动随着负载的变化而变化，比 较理想的状态是发生器的输出电压一定， 输出功率在空载时最小，当负载增加时输 出功率也随之增加，这样有利于超声设备 的工作，这可以通过分析超声换能器的负 载特性，选择合适的谐振频率点来实现； 另外也可以采用斩波电路，通过改变开关 管的占空比来控制输入到逆变电路的电压， 使占空比随着负载变大而变大，输出功率 便能保持恒定，当发生故障时还可将开关 管关闭。
《超声波》课件
超声波的缺点
超声波传播距离受限，且受 介质影响较大，限制了一些 应用领域。
未来的发展前景
随着新技术的发展和应用的 拓展，超声波技术将在更多 领域展现其巨大潜力。
随着传感器技术的不断进步，超声波传感器将更加精确和灵敏。
2 人工智能技术的应用
将人工智能技术与超声波技术结合，能够实现更智能化的应用。
3 与其他技术的结合
超声波技术将与其他技术如机器视觉和激光技术等结合，推动新的发展。
总结
超声波的优点
超声波具有无辐射、无损伤、 可穿透等优点，适用于多种 应用场景。
超声波的应用
1
医疗领域
超声波常用于诊断和治疗，如超声波成像和超声波手术。
2
工业检测
超声波技术可用于材料和结构的无损检测，如超声于人体检测和周界保护，如超声波安防系统。
4
环境测量
超声波测距仪可用于测量距离，如智能车辆的避障系统。
超声波技术的发展趋势
1 传感器技术的发展
《超声波》PPT课件
欢迎来到今天的课程！在本次课程中，我们将学习有关超声波的知识，探索 超声波的定义、特点以及广泛应用的领域。
什么是超声波？
定义
超声波是一种高频声波，频率高于人类听力范围的声波。
特点
超声波具有穿透力强、反射率高、可传播在不同介质中等特点。
应用领域
超声波在医疗、工业检测、安防监控和环境测量等领域有广泛的应用。
超声波的产生
1 原理
超声波通过由能量转化而来的短脉冲电流激 励压电晶体来产生。
2 超声波发生器
超声波发生器将电能转化为声能，并通过传 感器转换为超声波。
超声波的传播
空气中的传播
超声波在空气中通过分子振动 的方式传播。
超声波PPT课件
以常规烈煮法对照，超声波提取10分钟比煎煮法提取3小时的提出率 还高，提出的有效成份结构没有改变.
4.5超声波提取技术在提取有机酸类成份中 的应用
有机酸广泛存在于植物各部位，使用超声波提取技术可以得到较 好的效果。如用当归制备当归浸膏时，同传统制备方法相比较，使 用超声制备不仅提高了制备效率，还提高了总固体含量，有效成份 阿魏酸的含量也得到了提高。
从穿山龙根茎中提取薯蓣皂甙
以70%乙醇浸泡48小时作对照，超声波提取30分钟，提出率是乙醇浸泡 的12倍，并且可大大节约药材（23%以上）。
从肉苁蓉提取肉苁蓉甙
甲醇提取时，超声波提取30分钟与常规浸提24小时和80℃回流5小时肉 苁蓉提取率相当
4.2超声波提取技术在提取生物碱中的应用
常规法提取生物碱一般采用水溶液或碱性水溶液浸泡、煎煮，但是
许多研究发现适宜的低强度超声波会使植物细胞产生胞内微声流,提 高细胞膜和细胞壁穿透性,从而提高细胞的代谢功能、酶的生物活性,加 速酶的催化反应,但不会破坏细胞的完整结构;而高强度的超声波能破碎 细胞或使酶失活பைடு நூலகம்。
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
（2）空化效应
通常情况下，介质内部或多或少地溶解了一些微气泡，这些气泡在 超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散 （rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声 波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压 力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个 破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。
4.5超声波提取技术在提取有机酸类成份中 的应用
有机酸广泛存在于植物各部位，使用超声波提取技术可以得到较 好的效果。如用当归制备当归浸膏时，同传统制备方法相比较，使 用超声制备不仅提高了制备效率，还提高了总固体含量，有效成份 阿魏酸的含量也得到了提高。
从穿山龙根茎中提取薯蓣皂甙
以70%乙醇浸泡48小时作对照，超声波提取30分钟，提出率是乙醇浸泡 的12倍，并且可大大节约药材（23%以上）。
从肉苁蓉提取肉苁蓉甙
甲醇提取时，超声波提取30分钟与常规浸提24小时和80℃回流5小时肉 苁蓉提取率相当
4.2超声波提取技术在提取生物碱中的应用
常规法提取生物碱一般采用水溶液或碱性水溶液浸泡、煎煮，但是
许多研究发现适宜的低强度超声波会使植物细胞产生胞内微声流,提 高细胞膜和细胞壁穿透性,从而提高细胞的代谢功能、酶的生物活性,加 速酶的催化反应,但不会破坏细胞的完整结构;而高强度的超声波能破碎 细胞或使酶失活பைடு நூலகம்。
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
（2）空化效应
通常情况下，介质内部或多或少地溶解了一些微气泡，这些气泡在 超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散 （rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声 波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压 力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个 破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。
超声波基础知识.pptx
第16页/共26页
第17页/共26页
由于超声在人体中的衰减与超声频率有关 , 因此 , 研究超声衰减与 频率的关系 , 对超声仪器的设计和使用都颇具意义。实验结果表明 , 在 1 ～ 15MHz 超声频率范围内 , 人体组织对超声波的吸收衰减系数 几乎与频率成正比。人体软组织对超声的平均衰减系数约为 0.81dB /cm / MHz, 其含义是超声波频率每增加 1MHz 或超声传播距离每增加 1cm , 则组织对超声的衰减增加 0.81dB 。因此 , 对一个 3MHz 声 束 , 当其在人体软组织中传播 10cm 时 , 则声强衰减可达 : 0.81dB /cm/MHz × 3MHz × 10cm =24.3dB 而当频率升高到 10MHz 时 , 传播相同的距离所导致的声强衰减将达 : 0.81dB /cm / MHz × 10MHz × 10cm =81dB
第2页/共26页
• 横波是质点振动方向与波的传播方向垂直的波。一个典型的例子 便是软绳上的波 , 我们不妨把软绳看成密集质点的集合 , 如果 不断地摆动软绳的一头 , 则一系列的横向振动的波就由绳子的左 端向右端移去 , 而绳上各质点并不随波的传播方向移去 , 只是 在各自的平衡位置附近作横向 ( 剪切形式 ) 的振动。横波不能 在液体及气体介质中传播 , 这是因为液体和气体无切变弹性。
第12页/共26页
几种物质及人体组织的声阻抗率
第13页/共26页
三、生物组织与超声波之间的相互影响
1. 生物组织对超声的衰减 当超声波在生物组织中传播时 , 作为传播介质的生物组织对超声的衰
减机制是十分复杂的。除组织对超声波的反射、散射等引起的能量的分散之 外 , 组织对超声能量的吸收而造成的衰减亦不可忽视。在生物组织中 , 造 成吸收衰减的内在原因主要有介质质点的粘滞性、导热系数和温度等因素 , 而这些因素造成对超声衰减的大小又与超声的频率有关 , 超声衰减在人体 中与传播距离成正比。超声传播到其强度减弱一半的距离叫半价层 , 因此 , 可以用半价层来表明生物组织吸收的大小。人体组织、器官的超声半价层如 下表所示。
第17页/共26页
由于超声在人体中的衰减与超声频率有关 , 因此 , 研究超声衰减与 频率的关系 , 对超声仪器的设计和使用都颇具意义。实验结果表明 , 在 1 ～ 15MHz 超声频率范围内 , 人体组织对超声波的吸收衰减系数 几乎与频率成正比。人体软组织对超声的平均衰减系数约为 0.81dB /cm / MHz, 其含义是超声波频率每增加 1MHz 或超声传播距离每增加 1cm , 则组织对超声的衰减增加 0.81dB 。因此 , 对一个 3MHz 声 束 , 当其在人体软组织中传播 10cm 时 , 则声强衰减可达 : 0.81dB /cm/MHz × 3MHz × 10cm =24.3dB 而当频率升高到 10MHz 时 , 传播相同的距离所导致的声强衰减将达 : 0.81dB /cm / MHz × 10MHz × 10cm =81dB
第2页/共26页
• 横波是质点振动方向与波的传播方向垂直的波。一个典型的例子 便是软绳上的波 , 我们不妨把软绳看成密集质点的集合 , 如果 不断地摆动软绳的一头 , 则一系列的横向振动的波就由绳子的左 端向右端移去 , 而绳上各质点并不随波的传播方向移去 , 只是 在各自的平衡位置附近作横向 ( 剪切形式 ) 的振动。横波不能 在液体及气体介质中传播 , 这是因为液体和气体无切变弹性。
第12页/共26页
几种物质及人体组织的声阻抗率
第13页/共26页
三、生物组织与超声波之间的相互影响
1. 生物组织对超声的衰减 当超声波在生物组织中传播时 , 作为传播介质的生物组织对超声的衰
减机制是十分复杂的。除组织对超声波的反射、散射等引起的能量的分散之 外 , 组织对超声能量的吸收而造成的衰减亦不可忽视。在生物组织中 , 造 成吸收衰减的内在原因主要有介质质点的粘滞性、导热系数和温度等因素 , 而这些因素造成对超声衰减的大小又与超声的频率有关 , 超声衰减在人体 中与传播距离成正比。超声传播到其强度减弱一半的距离叫半价层 , 因此 , 可以用半价层来表明生物组织吸收的大小。人体组织、器官的超声半价层如 下表所示。
超声波图文详解
超声波探伤原理（初学者入门篇）超声波是频率很高的声波，定向性很强，尤如手电筒发出的一束光，射到物体时，会被反射回来。
超声波探头内，有个压电晶片，施加一个发射脉冲电压，就会产生超声波脉冲，当把探头压紧在光洁的被测工件上时，超声波束就会传入工件，以每秒数千米的声速前进，当碰到裂缝等缺陷时，从缺陷表面反射回来，传回到探头晶片上，产生回波电压。
经仪器处理后，从声波来回所花费时间，再扣除掉晶片到探头表面保护膜所化的时间（称作探头零点），乘上声速就是超声波脉冲走过的路程称作声程，也就是从探头表面，声波入射到工件的点（称作入射点）到缺陷之间的距离，同时从回波电压大小也可推算出缺陷大小。
由于发射时晶片强裂振动，震动哀减下来需要一定时间，此期间收到的回波混在余震中无法区别，故最小探测距离一般为5mm以上。
如要探测近距离缺陷，需用频率高阻尼好的探头或双晶探头。
当声波前进到工件底部时，也会产生反射。
反射方向同镜子反光规则，即垂直射入时，垂直反射回；斜射时，反射角等于入射角，且在法线两侧。
如果工件底面平行于放置探头的探测面，垂直反射的回波仍能被探头接收到，而且工件底面面积一般来说远比缺陷大，故底面回波幅度也远比缺陷波幅度大。
底面回波简称底波。
底波回传到探测面时，又会产生反射，又会向底面传播，如此来回反射，形成2次底波，3次底波，4次底波等等。
由于存在扩散现象，反射损耗，吸收损耗等，各次底波会越来越小，经过一段时间后，能量就会耗尽，再起动下一次发射。
每秒发射次数称发射重复频率，探头移动速度快时，要求较高发射重复频率，否则会造成漏检。
如果工件底面同探测面不平行，根据反射角等于入射角原理，反射波偏向一边，底面反射波就回不到探头，也就收不到底波，故工件的上下面不平行时，是看不到底波的。
同理，如工件内部缺陷面平行于波束传播方向，也是收不到缺陷回彼的。
如缺陷面垂直于波束传播方向，收到的缺陷回波会最大，所以要根据缺陷最可能的方向，尽量选择探伤灵敏度高的探测面探伤，或选不同方向探测面反复探测，如找不到合适的探测面，也可改用斜探头。
超声波核心部件知识介绍
输出振幅，输出频率，负载特点。
超声波发生器概述
超声波发生器，又叫做超声波驱动电源， 是超声波最重要的核心部件之一
超声波发生器是用于驱动超声波换能器（ 振动部件）工作的
超声波发生器分类
模拟 电源
数控 电源
超声波模拟发生器
上世纪90年代已经发展成熟 国内大部分厂家采用 匹配适应能力弱，易造成换能器损坏 自身容易损坏 价格便宜
超声波核心部件知识介绍
1.1超声波的定义
声音的频率范围是很宽的。但是一般只有在 20~20000Hz范围内的声音才能引起人的听觉,频 率高于20000Hz的声波就叫超声波。
信息载体
超声波
检测超声 功率超声
能量载体
金属探伤 水下定位 医学诊断 微电子
声化学
机械效应 空化效应 热效应 化学效应
1.2换能器的定义
2.5换能器特点
效率高：机械品质因素高，在谐振频率点工作可 获得极高的电声转换效率;
振幅大：振速比高，前盖板振幅大，比普通换能 器出力大25%;
稳定性好：正常使用下，换能器寿命20000小时 以上;
耐热性好：谐振阻抗小、发热量小、使用温度范 围广。
2.6适用范围
适用于日本、台湾等类型的超声波驱动电 源，可连续工作、间歇工作。适用于功率 超声的所有应用方式。
功率超声换 能器的研究 兴起
上世纪 80年代
产品开始进 入工业化生 产阶段
上世纪 90年代
关注于改良 换能器性能 及各种振动 模态的上
本世纪 初
查阅过去十年功率超声发表文献我们发现：
压电式换能器的结构已经趋于统一，无明显变化。 功率超声应用方面的研究逐步增多。 企业在研究成果转化上发挥着越来越大的作用
超声波发生器概述
超声波发生器，又叫做超声波驱动电源， 是超声波最重要的核心部件之一
超声波发生器是用于驱动超声波换能器（ 振动部件）工作的
超声波发生器分类
模拟 电源
数控 电源
超声波模拟发生器
上世纪90年代已经发展成熟 国内大部分厂家采用 匹配适应能力弱，易造成换能器损坏 自身容易损坏 价格便宜
超声波核心部件知识介绍
1.1超声波的定义
声音的频率范围是很宽的。但是一般只有在 20~20000Hz范围内的声音才能引起人的听觉,频 率高于20000Hz的声波就叫超声波。
信息载体
超声波
检测超声 功率超声
能量载体
金属探伤 水下定位 医学诊断 微电子
声化学
机械效应 空化效应 热效应 化学效应
1.2换能器的定义
2.5换能器特点
效率高：机械品质因素高，在谐振频率点工作可 获得极高的电声转换效率;
振幅大：振速比高，前盖板振幅大，比普通换能 器出力大25%;
稳定性好：正常使用下，换能器寿命20000小时 以上;
耐热性好：谐振阻抗小、发热量小、使用温度范 围广。
2.6适用范围
适用于日本、台湾等类型的超声波驱动电 源，可连续工作、间歇工作。适用于功率 超声的所有应用方式。
功率超声换 能器的研究 兴起
上世纪 80年代
产品开始进 入工业化生 产阶段
上世纪 90年代
关注于改良 换能器性能 及各种振动 模态的上
本世纪 初
查阅过去十年功率超声发表文献我们发现：
压电式换能器的结构已经趋于统一，无明显变化。 功率超声应用方面的研究逐步增多。 企业在研究成果转化上发挥着越来越大的作用
超声波检查PPT课件
介入性超声技术
随着介入性超声技术的不断发展，超声引 导下的穿刺活检、引流、注药等操作越来 越广泛应用于临床。
未来超声波检查的展望
人工智能与机器学习在超声诊断中的应用
01
随着人工智能和机器学习技术的发展，未来超声波检查有望实
现自动化诊断，提高诊断准确性和效率。
远程超声诊断与会诊
02
通过远程超声诊断与会诊系统，可以将优质医疗资源下沉到基
03 常见疾病的超声波检查
腹部疾病的超声波检查
肝囊肿
超声波检查可以清晰地显示肝 脏内的囊肿，了解囊肿的大小
、位置和数量。
胆结石
超声波检查是诊断胆结石的首 选方法，可以发现结石的大小 、数量和位置，以及胆囊壁的 炎症情况。
胰腺炎
超声波检查可以观察胰腺的形 态和回声，了解胰腺炎的严重 程度和胰腺的坏死情况。
超声波检查的应用范围
妇科
子宫、卵巢等妇科器官的检查， 用于诊断妇科疾病。
心血管
心脏、血管形态及功能的检查， 用于诊断心血管疾病
胎儿及胎盘的检查，监测胎儿 生长发育。
小器官
甲状腺、乳腺、睾丸等小器官 的检查，用于诊断相关疾病。
02 超声波检查设备与技术
药物影响
某些药物可能会影响超声波检查结 果，如利尿剂、降糖药等，患者应 在检查前告知医生用药情况。
超声波检查中的配合
保持静止
在检查过程中，患者应保持静止 状态，不要随意移动或改变体位，
以免影响检查结果。
配合呼吸
对于需要配合呼吸的检查，患者 应按照医生的要求进行深呼吸或 屏气，以便于医生更好地观察和
超声波检查设备
01
02
03
超声波探头
超声波探头是用于收集和 发送超声波的设备，通常 由压电晶体或陶瓷材料制 成。
随着介入性超声技术的不断发展，超声引 导下的穿刺活检、引流、注药等操作越来 越广泛应用于临床。
未来超声波检查的展望
人工智能与机器学习在超声诊断中的应用
01
随着人工智能和机器学习技术的发展，未来超声波检查有望实
现自动化诊断，提高诊断准确性和效率。
远程超声诊断与会诊
02
通过远程超声诊断与会诊系统，可以将优质医疗资源下沉到基
03 常见疾病的超声波检查
腹部疾病的超声波检查
肝囊肿
超声波检查可以清晰地显示肝 脏内的囊肿，了解囊肿的大小
、位置和数量。
胆结石
超声波检查是诊断胆结石的首 选方法，可以发现结石的大小 、数量和位置，以及胆囊壁的 炎症情况。
胰腺炎
超声波检查可以观察胰腺的形 态和回声，了解胰腺炎的严重 程度和胰腺的坏死情况。
超声波检查的应用范围
妇科
子宫、卵巢等妇科器官的检查， 用于诊断妇科疾病。
心血管
心脏、血管形态及功能的检查， 用于诊断心血管疾病
胎儿及胎盘的检查，监测胎儿 生长发育。
小器官
甲状腺、乳腺、睾丸等小器官 的检查，用于诊断相关疾病。
02 超声波检查设备与技术
药物影响
某些药物可能会影响超声波检查结 果，如利尿剂、降糖药等，患者应 在检查前告知医生用药情况。
超声波检查中的配合
保持静止
在检查过程中，患者应保持静止 状态，不要随意移动或改变体位，
以免影响检查结果。
配合呼吸
对于需要配合呼吸的检查，患者 应按照医生的要求进行深呼吸或 屏气，以便于医生更好地观察和
超声波检查设备
01
02
03
超声波探头
超声波探头是用于收集和 发送超声波的设备，通常 由压电晶体或陶瓷材料制 成。
超声波核心部件知识介绍57页PPT
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
超声波核心部件知识介绍
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
经典声学与乐器 声学与电学的结合产生了换能器 压电效应的发现 夹心式换能器的出现 现代超声换能器
换能器分类与命名规则
换能器的声学基础知识
基本概念： 超声波是声波的一种，换能器是一种基本
的声学元件。 基本参数（三个）： 谐振频率：换能器的谐振频率 动态电阻：换能器机电等效电阻 自由电容：换能器机电等效电容
器直接影响 其他组件： 中心螺杆、螺帽、阀体
、阀盖、电极片
换能器的测量与分析方法
测量需要专业设备 小信号下基本参数的测量： 频率、电阻、电容等 大功率下基本参数的测量： 功率、振幅
问题来了……
为什么没有行业或者国家标准？ 标准对于我们行业的意义？
功率超研究现状
功率超声换 能器的研究 兴起
人体长期接触超声波，有什么危害？如何 避免危害？
答：没有什么危害。首先超声波是一种机 械波，不是电磁波，不具有辐射污染，只 要不去触碰它，就不会有带来什么影响； 平时到医院所接触的彩超就是超声波，胎 儿都可以做彩超，可见超声波对人体没什 么影响。所以不必担心，正常使用即可。
主要特点：
效率高：机械品质因素高，在谐振频率点工作可获得极高 的电声转换效率。
换能器的频率跟尺寸有什么关系？
答：频率越高长度越短，直径越大功率越 大。
换能器的材料是什么？
答：制作超声波换能器常用的三种材料：铝合金、 钢合金、钛合金。
特殊需要的换能器，是否可以加工？
答：可以定做加工。请将您的要求写下来，包括 产品用途、尺寸、功率、效果、使用的目的等， 通过传真发给我们，我们会针对您的需要仔细讨 论，然后给您回复。
根据不同的设计超声波换能器的形式主要有：
1.柱型（NTK型） 2.倒喇叭型（必能信 型） 3.钢后盖型 4.中间夹铝片型
主要适用于超声波塑料焊接机、超声波切割机、 超声波金属焊接机，超声波清洗机，超声波声 化学设备等。
1.中央压电陶瓷元件 2.前后金属盖板 3.预应力螺杆 4.电极片 5.绝缘管
大功率超声波技术
声音的频率范围是很宽的。但是一般只有在 20~20000Hz范围内的声音才能引起人的听觉,频 率高于20000Hz的声波就叫超声波。
信息载体
超声波
检测超声 功率超声
能量载体
金属探伤 水下定位 医学诊断 微电子
声化学
机械效应 空化效应 热效应 化学效应
超声波换能器是实现电能、机械能或声能从一种 形式的能量转换为另一种形式的能量的装置称为 换能器，也称有源传感器。其中最成熟可靠的是 以压电效应实现电能与声能相互转换的器件，称 为压电换能器。
上世纪 80年代
产品开始进 入工业化生 产阶段
上世纪 90年代
关注于改良 换能器性能 及各种振动 模态的上
本世纪 初
查阅过去十年功率超声发表文献我们发现：
➢压电式换能器的结构已经趋于统一，无明显变化。 ➢功率超声应用方面的研究逐步增多。 ➢企业在研究成果转化上发挥着越来越大的作用
<15kHz 声波
15kHz< >60kHz 大功率超声波频段
>60kHz 非大功率频段
换能器是超声波设备的核心器件，其参数 特性决定了整个设备的性能。超声波换能 器，除了磁致伸缩结构以外就是常用的夹 心式换能器。这种夹心换能器在负荷变化 时产生稳定的超声波，是获得功率超声波 驱动源的最基本最主要的方法。
振幅大：经电脑优化设计的结构，振速比高，前盖板振幅 大。
功率大：在预应力螺杆的作用下，压电陶瓷的能量得到最 大程度的发挥。
耐热性好：谐振阻抗小、发热量小、使用温度范围广。可
靠性高寿命长。
1.试用效果不好怎么办？ 2.匹配概念和操作 3.各部件装配的注意事项 4.换能器使用温度
超声波核心部件知识介绍
10
通过容器传 递到空气中 的能量约为1
从空气中进 入人体的能 量约为0.01
超声波与液体接触会产生一定程度的 噪声
由于超声波进入液体中会产生空化效应，导 致产生大量的噪声，您所听到的噪声不是超声波， 其频率在1kHz左右，如果感觉噪声强度太大，建 议在设备使用时带上耳塞。
驱动电源输出信号为高压
本设备对人体安全无辐射
超声波是一种机械波，由于超声波直接作用在液体中， 超声波透过液体、容器壁、空气才能进入人体中，这些界 面的反射系数都大于90%，其进入人体的超声波总量极小， 小于医用B超的辐射强度。总所周知，B超是可以对胎儿使 用的，超声设备对人体是安全的。
超声波进入 液体的能量
为100
通过液体传 递到容器上 的能量约为
超声波驱动电源输入为高压信号，使用过程 中需控制环境温度、湿度及粉尘等，不可随意拆 卸设备，以防高压触电。
陶瓷片的颜色对使用性能有何影响？最常 用的颜色是什么？
答：市场上主要使用三种颜色的晶片，分别是黄、 灰和黑色。 黄色和灰色一般用于脉冲式工作，其瞬间爆发率 较好；而黑色一般用于连续性工作，连续工作的 稳定性较好。 在使用上，建议您选择和之前使用颜色相同的换 能器，或根据您的使用情况，由我们向您推荐适 合的换能器。
换能器的声学基础知识
基本概念： 超声波是声波的一种，换能器是一种基本
的声学元件。 基本参数（三个）： 谐振频率：换能器的谐振频率 动态电阻：换能器机电等效电阻 自由电容：换能器机电等效电容
换能器振动的性质和基本结构
超声波本质就是一种振动
换能器部件的重要性
换能部件： 压电陶瓷的特性对换能
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
效率高：机械品质因素高，在谐振频率点工作可 获得极高的电声转换效率;
振幅大：振速比高，前盖板振幅大，比普通换能 器出力大25%;
稳定性好：正常使用下，换能器寿命20000小时 以上;
耐热性好：谐振阻抗小、发热量小、使用温度范 围广。
适用于日本、台湾等类型的超声波驱动电 源，可连续工作、间歇工作。适用于功率 超声的所有应用方式。
杭州成功超声设备有限公司
演讲人：华大成
焊接夹心式压电换能器
焊接：专用于超声 波塑料焊接机为主 的部件
夹心：夹心式的结 构
压电：核心部件为 压电陶瓷
换能器：能量转换 的部件
换能器易做难精
易做：结构简单，组成部件单一 难精：组成部件精度要求高，装配工艺
复杂，一致性制作困难。
换能器发展简史
换能器分类与命名规则
换能器的声学基础知识
基本概念： 超声波是声波的一种，换能器是一种基本
的声学元件。 基本参数（三个）： 谐振频率：换能器的谐振频率 动态电阻：换能器机电等效电阻 自由电容：换能器机电等效电容
器直接影响 其他组件： 中心螺杆、螺帽、阀体
、阀盖、电极片
换能器的测量与分析方法
测量需要专业设备 小信号下基本参数的测量： 频率、电阻、电容等 大功率下基本参数的测量： 功率、振幅
问题来了……
为什么没有行业或者国家标准？ 标准对于我们行业的意义？
功率超研究现状
功率超声换 能器的研究 兴起
人体长期接触超声波，有什么危害？如何 避免危害？
答：没有什么危害。首先超声波是一种机 械波，不是电磁波，不具有辐射污染，只 要不去触碰它，就不会有带来什么影响； 平时到医院所接触的彩超就是超声波，胎 儿都可以做彩超，可见超声波对人体没什 么影响。所以不必担心，正常使用即可。
主要特点：
效率高：机械品质因素高，在谐振频率点工作可获得极高 的电声转换效率。
换能器的频率跟尺寸有什么关系？
答：频率越高长度越短，直径越大功率越 大。
换能器的材料是什么？
答：制作超声波换能器常用的三种材料：铝合金、 钢合金、钛合金。
特殊需要的换能器，是否可以加工？
答：可以定做加工。请将您的要求写下来，包括 产品用途、尺寸、功率、效果、使用的目的等， 通过传真发给我们，我们会针对您的需要仔细讨 论，然后给您回复。
根据不同的设计超声波换能器的形式主要有：
1.柱型（NTK型） 2.倒喇叭型（必能信 型） 3.钢后盖型 4.中间夹铝片型
主要适用于超声波塑料焊接机、超声波切割机、 超声波金属焊接机，超声波清洗机，超声波声 化学设备等。
1.中央压电陶瓷元件 2.前后金属盖板 3.预应力螺杆 4.电极片 5.绝缘管
大功率超声波技术
声音的频率范围是很宽的。但是一般只有在 20~20000Hz范围内的声音才能引起人的听觉,频 率高于20000Hz的声波就叫超声波。
信息载体
超声波
检测超声 功率超声
能量载体
金属探伤 水下定位 医学诊断 微电子
声化学
机械效应 空化效应 热效应 化学效应
超声波换能器是实现电能、机械能或声能从一种 形式的能量转换为另一种形式的能量的装置称为 换能器，也称有源传感器。其中最成熟可靠的是 以压电效应实现电能与声能相互转换的器件，称 为压电换能器。
上世纪 80年代
产品开始进 入工业化生 产阶段
上世纪 90年代
关注于改良 换能器性能 及各种振动 模态的上
本世纪 初
查阅过去十年功率超声发表文献我们发现：
➢压电式换能器的结构已经趋于统一，无明显变化。 ➢功率超声应用方面的研究逐步增多。 ➢企业在研究成果转化上发挥着越来越大的作用
<15kHz 声波
15kHz< >60kHz 大功率超声波频段
>60kHz 非大功率频段
换能器是超声波设备的核心器件，其参数 特性决定了整个设备的性能。超声波换能 器，除了磁致伸缩结构以外就是常用的夹 心式换能器。这种夹心换能器在负荷变化 时产生稳定的超声波，是获得功率超声波 驱动源的最基本最主要的方法。
振幅大：经电脑优化设计的结构，振速比高，前盖板振幅 大。
功率大：在预应力螺杆的作用下，压电陶瓷的能量得到最 大程度的发挥。
耐热性好：谐振阻抗小、发热量小、使用温度范围广。可
靠性高寿命长。
1.试用效果不好怎么办？ 2.匹配概念和操作 3.各部件装配的注意事项 4.换能器使用温度
超声波核心部件知识介绍
10
通过容器传 递到空气中 的能量约为1
从空气中进 入人体的能 量约为0.01
超声波与液体接触会产生一定程度的 噪声
由于超声波进入液体中会产生空化效应，导 致产生大量的噪声，您所听到的噪声不是超声波， 其频率在1kHz左右，如果感觉噪声强度太大，建 议在设备使用时带上耳塞。
驱动电源输出信号为高压
本设备对人体安全无辐射
超声波是一种机械波，由于超声波直接作用在液体中， 超声波透过液体、容器壁、空气才能进入人体中，这些界 面的反射系数都大于90%，其进入人体的超声波总量极小， 小于医用B超的辐射强度。总所周知，B超是可以对胎儿使 用的，超声设备对人体是安全的。
超声波进入 液体的能量
为100
通过液体传 递到容器上 的能量约为
超声波驱动电源输入为高压信号，使用过程 中需控制环境温度、湿度及粉尘等，不可随意拆 卸设备，以防高压触电。
陶瓷片的颜色对使用性能有何影响？最常 用的颜色是什么？
答：市场上主要使用三种颜色的晶片，分别是黄、 灰和黑色。 黄色和灰色一般用于脉冲式工作，其瞬间爆发率 较好；而黑色一般用于连续性工作，连续工作的 稳定性较好。 在使用上，建议您选择和之前使用颜色相同的换 能器，或根据您的使用情况，由我们向您推荐适 合的换能器。
换能器的声学基础知识
基本概念： 超声波是声波的一种，换能器是一种基本
的声学元件。 基本参数（三个）： 谐振频率：换能器的谐振频率 动态电阻：换能器机电等效电阻 自由电容：换能器机电等效电容
换能器振动的性质和基本结构
超声波本质就是一种振动
换能器部件的重要性
换能部件： 压电陶瓷的特性对换能
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
效率高：机械品质因素高，在谐振频率点工作可 获得极高的电声转换效率;
振幅大：振速比高，前盖板振幅大，比普通换能 器出力大25%;
稳定性好：正常使用下，换能器寿命20000小时 以上;
耐热性好：谐振阻抗小、发热量小、使用温度范 围广。
适用于日本、台湾等类型的超声波驱动电 源，可连续工作、间歇工作。适用于功率 超声的所有应用方式。
杭州成功超声设备有限公司
演讲人：华大成
焊接夹心式压电换能器
焊接：专用于超声 波塑料焊接机为主 的部件
夹心：夹心式的结 构
压电：核心部件为 压电陶瓷
换能器：能量转换 的部件
换能器易做难精
易做：结构简单，组成部件单一 难精：组成部件精度要求高，装配工艺
复杂，一致性制作困难。
换能器发展简史