超声波传播途径和测量原理

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超声波在材料中传播的实验方法与途径

超声波是一种机械波，其频率高于人类能听到的范围。它在许多领

域中有着广泛的应用，如医学影像、材料检测和工业无损检测等。了

解超声波在材料中的传播特性对于实际应用至关重要。本文将介绍一

些常用的实验方法和途径，以帮助我们更好地研究和利用超声波在材

料中的传播。

一、超声波生成方法

1. 压电效应：压电效应是最常用的超声波生成方法之一。通过在压

电材料上施加电压，可以使其产生应力变形，从而激发超声波的产生。

2. 激光光束脉冲法：利用激光光束脉冲的瞬时能量，通过光-声转换过程产生超声波。该方法具有高灵敏度和高分辨率的优点，在材料中

传播时能提供较好的波谱信息。

3. 电磁感应法：通过电磁感应原理，利用电磁场作用于导电材料产

生感应电流，从而引发超声波的产生。

二、超声波传播特性的测量方法

1. 超声波传播速度的测量：利用超声波在材料中传播的时间和距离，可以计算出其传播速度。常用的方法有直接测量和经典法。

2. 超声波衰减的测量：衰减是指超声波在传播过程中能量逐渐减弱。通过测量入射波和透射波的幅度变化，可以得到超声波在材料中的衰

减系数。

3. 超声波频率的测量：超声波的频率对其传播特性有着重要的影响。可以通过频谱分析的方法测量超声波的频率，并进一步分析其传播特性。

三、超声波在材料中传播的途径

1. 声传导：声传导是最常见的超声波在材料中传播的途径。当超声

波与材料接触时，会引起材料内部的声传导现象，从而在材料中传播。

2. 共振传播：共振是指当超声波的频率与材料的固有频率相匹配时，会在材料中引发共振现象，从而产生增强的传播效果。这种传播途径

超声波及应用

超声波

1.超声波简介

声波是一种机械波。声的发生是由于发声体的机械振动，引起周围弹性介质中质点的振动由近及远的传播，这就是声波。人耳所能听闻的声波其频率在20～20000Hz之间，频率在20～20000Hz以外的声波不能引起声音的感觉。频率超过20000Hz的叫做超声波，频率低于20Hz的叫做次声波。超声波的频率可以高达911Hz，而次声波的频率可以低达9-8Hz。

2.超声波传感器

一般超声波传感器运用压电效应原理。

（1）发生器：压电式超声波发生器是利用压电晶体的电致伸缩现象制成的。常用的压电材料为石英晶体、压电陶瓷锆钛酸铅等。在压电材料切片上施加交变电压，使它产生电致伸缩振动，而产生超声波。

（1）接收器：当超声波作用到压电晶体片上时，使晶片伸缩，则在晶片的两个界面上产生交变电荷。这种电荷先被转换成电压，经过放大后送到测量电路，最后记录或显示出结果。它的结构和超声波发生器基本相同，有时就用同一个超声波发生器兼做超声波接收器。

3.应用于弹性模量测量

在各向同性的固体材料中，根据应力和应变满足的虎克定律，可以求得超声波传播的特征方程。（当介质中质点振动方向与超声波的传播方向一致时，称为纵波；当介质中质点振动方向与超声波的传播方向垂直时，称为横波。在气体介质中，声波只是纵波。在固体介质内部，超声波可以按纵波或横波两种波型传播。）对于同一种材料，其纵波波速和横波波速的大小一般不同，但它们都由弹性介质的密度、杨氏模量和泊松比等弹性参数决定。相反，利用超声波速度可以测量材料有关的弹性常数。（固体在外力作用下，其长度沿力的方向产生变形，变形时的应力与应变之比就定义为杨氏模量，一般用E表示。固体在应力作用下，沿纵向有一正应变（伸长），沿横向就将有一个负应变（缩短），横向应变与纵向应变之比被定义为泊松比。）

超声(UT)射线(RT),金相,光谱分析原理

超声检测

超声检测(UT）

工业上无损检测的方法之一。超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，发射和接收器可对反射波进行分析，就能异常精确地测出缺陷来．并且能显示内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等.

原理超声波是频率高于20千赫的机械波。在超声探伤中常用的频率为0.5～5兆赫。这种机械波在材料中能以一定的速度和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面（如缺陷或被测物件的底面等）就会产生反射。这种反射现象可被用来进行超声波探伤，最常用的是脉冲回波探伤法探伤时，脉冲振荡器发出的电压加在探头上（用压电陶瓷或石英晶片制成的探测元件），探头发出的超声波脉冲通过声耦合介质（如机油或水等）进入材料并在其中传播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途径返回探头，探头又将其转变为电脉冲，经仪器放大而显示在示波管的荧光屏上。根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度（与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较），即可测定缺陷的位置和大致尺寸。除回波法外，还有用另一探头在工件另一侧接受信号的穿透法。利用超声法检测材料的物理特性时，还经常利用超声波在工件中的声速、衰减和共振等特性。

应用脉冲回波探伤法通常用于锻件、焊缝及铸件等的检测。可发现工件内部较小的裂纹、夹渣、缩孔、未焊透等缺陷。被探测物要求形状较简单，并有一定的表面光洁度。为了成批地快速检查管材、棒材、钢板等型材，可采用配备有机械传送、自动报警、标记和分选装置的超声探伤系统。除探伤外，超声波还可用于测定材料的厚度,使用较广泛的是数字式超声测厚仪,其原理与脉冲回波探伤法相同，可用来测定化工管道、船体钢板等易腐蚀物件的厚度。利用测定超声波在材料中的声速、衰减或共振频率可测定金属材料的晶粒度、弹性模量(见拉伸试验)、硬度、内应力、钢的淬硬层深度、球墨铸铁的球化程度等。此外，穿透式超声法在检验纤维增强塑料和蜂窝结构材料方面的应用也已日益广泛。超声全息成象技术也在某些方面得到应用。

超声原理ppt-超声诊断原理及图像分析原则

超声原理ppt-超声诊断原理及图像分析原则
常用体位
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分析原则
第六节
图像分析方法
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分析原则
超声回声的描述
➢ 强回声
反射系数大于50％以上，灰度明亮，后方常伴声影，如结石和各种钙化斑
➢ 高回声
反射系数大于20％左右，灰度较明亮，后方不伴声影，如肾窦和纤维组织等
图像左侧示被检查者的头部结构，图像右侧示被检查者足侧结构，图像上方为近腹部结构，下方为近背部结构
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分析原则
➢斜断面
如斜断面接近横断面，则以上述横断面为标准；斜断面近乎纵断面，则以纵断面所示为标准
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分析原则
➢冠状断面
近似于纵断面，图像的左侧为头端，右侧为足端，如右冠状断面，图像的上方为右侧的结构，图像的下方为接近左侧的结构
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分析原则
2023/9/6
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分析原则
第一节
超声诊断物理基础
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分析原则
超声的传播
➢超声的定义：超声为一种高频振动的机械波，其频率超过人耳能听到的声波频率的上限。
➢人耳可以听到的声波频率：20～20000Hz （20KHz）

超声波成像原理

超声波成像原理是利用超声波在不同介质中传播速度不同的特性来实现的。超声波是指频率高于人类听觉范围的声波，其频率通常在1到10 MHz之间。超声波成像主要包括超声波的产生、传输、接收和图像处理等几个步骤。

首先，超声波是通过压电晶体转换电能为机械能产生的。通常使用压电陶瓷晶体作为超声波的源，施加高频交流电压后，晶体会发生机械振动，从而产生超声波。

其次，超声波传输需要通过介质传播。一般情况下，利用声波在固体和液体介质中传播的特性，将超声波引导到待测物体内部。超声波在介质中传播过程中，会发生反射、折射、散射等现象。

然后，超声波成像需要利用接收器接收反射回来的超声波信号。当超声波束遇到物体界面时，部分能量会反射回来，通过接收器收集到的超声波信号。

最后，通过对接收到的超声波信号进行放大、滤波、时延和相位控制等处理，可以得到一个代表物体内部结构的图像。这些图像可以通过显示器显示并由医生或技术人员进行分析和诊断。

总结起来，超声波成像原理是利用超声波在不同介质中传播的特性以及反射、散射等现象，通过控制超声波的产生、传输和接收，以及对接收到的信号进行处理，最终得到一个代表被检体内部结构的图像。

第六章超声波疗法讲义[2]

第六章超声波疗法

第一节超声波治疗原理

一、超声波的定义

声源的机械振动能引起周围弹性介质的振动，振动沿着介质由近及远地传播，形成机械波——声波。超声波是一种声波，是超出人的听觉界限的声波。人能听到的声音频率为16~20000Hz，频率高于20000Hz的声波叫超声波。

二、超声波的发生

声波的产生可以通过机械振动，如吹哨时簧片的振动发出哨声。对于频率较高的超声波，可以通过强烈的气体或液体激起固体振动产生，但通常就用电声转换系统产生。

某些晶体如石英、钛酸钡、锆酸-钛酸铅等，在一定的外力作用下，晶体发生压缩或伸长变形，在物质表面出现电荷，这种由力转化为电的形象叫作压电效应。相反，如果上述这些晶体处于交变的电场中，它们的形态就会随着电场的变化频率而发生压缩或伸长的变形，形成了有规律的晶体的机械振动。这种由电产生变形的现象叫作逆压电效应。

交变电场中，晶体的机械振动引起周围介质的质点在其平衡位置附近有规律的往返运动，这种振动在人质中逐渐由近及远地陆续发生，向外传播，在介质中形成一连串疏密相间的波动，形成超声波。

超声波的发生主要是通过逆压电效应，外加的交变电场的变化频率决定了超声波的频率。为了达到最好的晶体振动效果，需将晶体切割成合适的尺寸，以使电场的变化频率与晶体固有的振动频率达到共振。超声波频

率的单位为赫兹（Hz）。频率是影响超声波治疗的一个重要因素，它对超声波的传播形式、穿透能力、吸收作用理化性能等都有重要的影响。

理治疗常用的超声波频率范围是800~1000kHz。

三、超声波的物理特性

（一）传播方式

超声波传播途径和测量原理

1、超声波局部放电测试原理

绝缘介质局部放电有2种类型；气泡内放电；介质在高场强作用下游离击穿。一些浇注，挤压的绝缘介质容易夹杂着气隙或气泡，空气的介电系数较固体介质较小，而场强与介电常数成反比。因此，介质中的气隙或气泡是第一种局部放电的发源地；当局部电场更高时，在绝缘薄弱环节处将引起介质的游离击穿。以上两种局部放电，在多数情况下往往同时发生或互相渗透。

变压器在试验电压（或工作电压）下出现局部放电时，伴随产生电脉冲，超声波，光，热和化学变化等物理现象。只要变压器内部存在局部放电，就一定会产生高频的电气扰动，并将向所有与其有连接的电气回路传播。利用连接到设备端子上的测试装置接到放电信号，可对变压器局部放电进行定量检测。同时只要存在局部放电，在放电过程中，随着放电的发生，伴随着爆裂状的声发射，产生超声波，且很快向四周介质传播，通过安装在变压器油箱外壁上的超声波传感器，将超声波信号转换为电信号，就能对变压器内的局部放电水平进行测量，此即为变压器超声波局部放电测量法。

在变压器内部发生局部放电时，伴随有声波能量的放出，超声波通过不同介质（油纸，隔板，绕组，油等）向外传播。这种超声波信号以某一速度通过绝缘纸板，绝缘油等介质向变压器油箱外传播，以球面波的形式向四周传播，超声波穿过绝缘介质到达变压器箱壁上的传感器有2条途径；一条直接传播，即超声波的纵向波穿过绝缘介质，变压器油等到油箱内壁，并透过钢板到达传感器；另一条是以纵向波

传到油箱内壁，后沿钢板按横向波传播到传感器，此波为复合波。

超声波具有很强的穿透能力，但是它在穿透各种介质时都会使波形发生某种程度的畸变，而这种畸变主要表现为幅值的衰减，表一是超声波在不同介质中的传播速度及其相对于变压器油的相对衰减率。

超声波探伤

能力知识点1 直接接触法
垂直入射法和斜角探伤法是直接接触法超声波探伤的两种基本方法。 1、垂直入射法
垂直入射法（简称垂直法）是采用直探头将声束垂直入射工件探伤面进行探伤。由于该法是利用纵波进行探伤，故又称纵波法。
垂直法探伤能发现与探伤面平行或近于平行的缺陷，适用于厚钢板、轴类、轮等几何形状简单的工件。
波探伤的基本条件。 3)当α≥α2m时，第Ⅱ种介质中既无折射纵波又无折射横波,但这时在第Ⅱ种介质表面形成表面波,这
是常用表面波探头的设计原理和依据。
能力知识点4 超声波的衰减
超声波在介质传播过程中，其能量随着传播距离的增加而逐渐减弱的现象称为超声波的衰减。引起超声波衰减的原因主要有以下三个方面：
一、超声波探伤仪的分类 1．按超声波的连续性可将探伤仪分为脉冲波、连续波和调频波探伤仪三种。 2 ．按缺陷显示方式，可将探伤仪分为A型显示（缺陷波幅显示）、B型显示（缺陷俯视图像显示）、C型显示（缺陷侧视图像显示）和３D型显示（缺陷三维图像显示）超声波探伤仪等。
能力知识点2 超声波探伤仪
3．按超声波的通道数目又可将探伤仪分为单通道和多通道超声波探伤仪两种。前者是由一个或一对探头单独工作；后者是由多个或多对探头交替工作，而每一通道相当于一台单通道探伤仪，适用于自动化探伤。二、A型脉冲反射式超声波探伤仪 1．工作原理
能力知识点3 试块

超声的物理原理

超声是利用超声波在物质中传播的特性进行成像和诊断的一种技术。超声波是指频率超过人耳听力范围（20赫兹至20千赫兹）的声波。它在物质中传播时，会发生多种现象和相互作用，其中包括反射、折射、散射、吸收等。

超声成像的物理原理主要包括超声波的发射和接收两个过程。当超声波从超声换能器中传播到被检物体中时，会部分被物体吸收、散射和反射。其中，被吸收的能量会转化为热能，散射的能量会在物体内部传播和衰减，而反射的能量则会返回到超声换能器中。

超声换能器既可以作为发射器发射超声波，也可以作为接收器接收反射的超声波。在发射过程中，超声换能器中的压电晶体受到电压刺激后，会产生机械振动并将电能转化为超声能。这些超声波以脉冲形式向被检物体传播。在接收过程中，超声波端面与物体接触后，其一部分会被物体吸收或散射，剩下的部分则会以同样的形式返回到超声换能器中，并再次激励压电晶体振动。这时，压电晶体将机械振动转化为电能，再通过电路放大和处理，最终形成可视化的超声图像。

超声成像的基本原理是利用超声波在不同组织和介质中传播的速度不同来反映不同组织的特性。不同组织的声阻抗（声学阻力和密度的乘积）差异造成了超声波的反射和折射现象。在图像中，不同组织或结构的反射强度不同，形成了明暗不同的区域，通过这些区域的分布和特征，医生可以判断出可能存在的病变和异常情况。

总之，超声成像利用超声波在物质中的传播特性和不同组织的声阻抗差异来形成图像，从而实现对组织结构和异常情况的检测和诊断。这一成像技术在医学领域有着广泛的应用，并具有较高的安全性和无创性。

超声波产生原理

超声波是一种高频声波，其频率通常超过人类能够听到的范围，即超过20kHz。超声波在医疗、工业、军事等领域有着广泛的应用，而超声波的产生原理是基础中的基础，下面我们来详细了解一下超声波的产生原理。

超声波的产生主要依靠压电效应。压电效应是指某些晶体在受到外力作用时会

产生电荷分布的不均匀，从而在晶体的两个表面上产生电势差。这种晶体叫做压电晶体，它的分子结构不是中心对称的，因此在受到外力变形时会产生电荷的不平衡。压电晶体在受到交变电压作用时，会产生机械振动，而这种振动就是超声波。

压电晶体被加在一个特定的金属片上，当外加交变电压时，压电晶体就会产生

机械振动，而金属片会将这种振动传递出去，形成超声波。这种金属片的设计和制造对超声波的产生起着至关重要的作用，它需要能够有效地将压电晶体产生的振动传递出去，并且要保证超声波的频率和波形的稳定性。

在实际应用中，超声波的产生还需要配合一定的电子设备。通常情况下，压电

晶体需要接入到一个特定的电路中，以便产生所需的交变电压。这个电路需要能够提供稳定的频率和幅度的交变电压，以确保超声波的稳定性和可靠性。同时，为了在不同的应用场景下能够调节超声波的频率和幅度，这个电路通常还需要具备一定的调节功能。

总的来说，超声波的产生原理主要是基于压电效应，通过压电晶体和金属片的

配合，加上相应的电子设备，才能够产生稳定可靠的超声波。超声波的产生原理虽然看似简单，但其中涉及到的物理原理和工程技术却是十分复杂的，需要在材料、电子、机械等多个领域的知识和技术的支持下才能够实现。超声波的产生原理的深入理解不仅有助于对超声波技术的应用和发展有更深入的认识，也有助于在超声波相关领域的研究和开发工作中有更好的指导和支持。

超声波检测设备及原理

超声检测主要是利⽤超声波在⼯件中的传播特性，如声波在通过材料时能量会损失衰减，在遇到声阻抗不同的两种介质界⾯时会发⽣反射、折射等。其⼯作原理是：1）.声源产⽣超声波，超声波以⼀定的⽅式进⼊⼯件传播。

2）.超声波在⼯件中传播遇到不同介质界⾯（包括⼯件材料中缺陷的分界⾯），使其传播⽅向或特征发⽣改变。

3）.改变后的超声波通过检测设备被接收，并进⾏处理和分析，评估⼯件本⾝及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。

第⼀节超声波探伤仪

超声波探伤仪、探头和试块是超声波探伤的重要设备。了解这些设备的原理、构造和作⽤及其主要性能的测试⽅法是正确选择探伤设备进⾏有效探伤的保证。

⼀、超声波探伤仪概述

1．仪器的作⽤

超声波探伤仪是超声波探伤的主体设备，它的作⽤是产⽣电振荡并加于换能器（探头）上，激励探头发射超声波，同时将探头送回的电信号进⾏放⼤，通过⼀定⽅式显⽰出来，从⽽得到被探⼯件内部有⽆缺陷及缺陷位置和⼤⼩等信息。

2．仪器的分类

超声仪器分为超声检测仪器和超声处理（或加⼯）仪器，超声波探伤仪属于超声检测仪器。超声波探伤技术在现代⼯业中的应⽤⽇益⼴泛，由于探测对象、探测⽬的、探测场合、探测速度等⽅⾯的要求不同，因⽽有各种不同设计的超声波探伤仪，常见的有以下⼏种。

1）按超声波的连续性分类

①脉冲波探伤仪：这种仪器通过探头向⼯件周期性地发射不连续且频率不变的超声波，根据超声波的传播时间及幅度判断⼯件中缺陷位置和⼤⼩，这是⽬前使⽤最⼴泛的探伤仪

②连续波探伤仪：这种仪器通过探头向⼯件中发射连续且频率不变(或在⼩范围内周期性变化)的超声波，根据透过⼯件的超声波强度变化判断⼯件中有⽆缺陷及缺陷⼤⼩．这种仪器灵敏度低，且不能确定缺陷位置，因⽽已⼤多被脉冲波探伤仪所代替，但在超声显像及超声共振测厚等⽅⾯仍有应⽤。

超声波传感器的工作原理

超声波传感器是一种常见的用于测距、测量和检测的设备。它利用超声波在空气或其他介质中传播的特性，在工业、医疗、汽车等领域被广泛应用。本文将重点介绍超声波传感器的工作原理，从声波的发射到接收，以及其中的关键技术。

一、超声波的发射原理

超声波传感器通过发射超声波来实现测距和测量。在发射过程中，超声波传感器内部的声发射器会产生高频声波，一般频率在20kHz到200kHz之间。这些声波会在传感器的开口处发射出去，形成一束脉冲式的超声波。

二、超声波的传播和反射

一旦超声波从传感器发射出来，它会在空气或其他介质中传播。超声波在传播过程中会遇到障碍物，如墙壁、物体等，部分声波将会被反射回来。

三、超声波的接收原理

超声波传感器需要能够接收被反射回来的声波来实现测量和检测。在传感器内部，有一个声接收器用来接收反射回来的超声波。这个声接收器能够将声波转换为电信号，供后续的电路进行处理和分析。

四、超声波传感器的关键技术

为了保证超声波传感器的准确性和可靠性，在设计和制造过程中需

要考虑以下几个关键技术：

1. 发射和接收的时间控制：超声波的发射和接收时间需要严格控制，以计算出测量物体与传感器之间的距离。通常使用的方法是通过控制

发射超声波的脉冲宽度和接收声波的时间延迟来实现。

2. 脉冲回波的处理：当超声波发射后，接收到的回波信号可能会受

到干扰和噪声的影响。为了准确地分析回波信号，需要对信号进行滤波、放大和去噪等处理。

3. 传感器的灵敏度和分辨率：超声波传感器的灵敏度和分辨率是衡

量其性能的关键指标。传感器的灵敏度决定了它能够探测到多远的物体，而分辨率则表示传感器能够分辨出两个相邻物体之间的距离差异。

超声波工作原理

超声波是一种频率高于人类听觉范围的机械波。它在许多领域被广泛应用，如医学、工业和科学研究。

超声波的工作原理是基于声波的发送和接收。首先，一个超声波的振荡器会产生高频的电信号。这个信号被放大后被送到一个称为换能器的装置中。换能器是由压电陶瓷构成的，可以将电能转换成机械振动。

当电信号传递到换能器时，它会使换能器内的压电陶瓷晶体振动起来。这种振动会导致换能器前面的金属片（或其他特定材料）产生机械波，也就是超声波。

超声波在一定介质中传播时，可以被该介质内的物体反射、散射或吸收。当超声波遇到物体时，一部分能量将以声束的形式穿过物体，而另一部分能量则会被物体吸收或散射。

在医学领域中，超声波被用于诊断和治疗。当超声波传播穿过人体时，它会与组织和器官发生相互作用。当超声波遇到不同的组织或器官时，它们会以不同的方式反射或散射回来。这些反射或散射波可以被接收器捕捉到，并被转换为电信号，最终被转化为图像。

在工业领域中，超声波被用于检测材料的内部缺陷或测量物体的尺寸。超声波的传播速度通常取决于物质的密度和弹性。通过测量超声波在物体内部传播的时间，可以推断出物体的内部结构和缺陷。

总的来说，超声波利用了声波的传播和反射原理，在医学和工业领域发挥着重要作用。通过发送和接收超声波，可以获取有关物体结构、尺寸和内部缺陷的信息，为相关领域的应用提供有效的解决方案。

超声波的物理和应用

超声波是指频率高于20kHz的声波，其物理和应用都有着广泛的研究和应用价值。

在物理方面，超声波的产生和传播都离不开声学、电学、机械学等多学科知识。超声波的产生可以通过压电效应、由物体本身产生的固有振动或机械振动等途径实现。超声波的传播则取决于其在介质中的传播特性，包括声速、频率、功率、波长等等。超声波在不同介质中的传播速度有所不同，可根据介质的声阻抗差异进行超声检测和成像。

超声波的应用非常广泛，主要集中在医学、工业制造和科学研究等领域。医学上主要应用于超声检查、超声切割和超声治疗等方面。超声检查是目前临床常用的无创检查方法之一，可以对内脏器官、肌肉、骨骼等进行成像。超声切割则是利用超声波的高频振动打破物质的分子结构，被广泛应用于手术切割、医用器械制造等方面。超声治疗则是通过超声波的热效应实现对局部组织疗效的目的。

在工业制造方面，超声波同样具有重要的应用价值。例如，超声波在材料检测、焊接、清洗等方面都有广泛的应用。利用超声

波的无创性和高精度成像特点，可以对工件进行缺陷检测和材料分析。利用超声波的焊接特点，可以对塑料、玻璃、金属等材料进行精细加工。利用超声波的微波特性，也可以开发并应用于压缩成像、非接触式监测等领域。

超声波在科学研究方面也大有可为。例如，超声波可以被应用于研究材料的声学性质、导热性质等相关特性。此外，超声波也可以用于流体与固体的相互作用实验研究，还可以用于研究核物理、天体物理等更为深入的研究领域。

总的来说，超声波的物理和应用价值都十分显著。随着科学技术和应用手段的不断提高和完善，相信超声波一定会被更广泛地应用于各领域，带来更美好的未来。

超声波流量测试技术现状与展望

超声波流量测试技术现状与展望摘要：超声波流量计是一种非接触流量计，因此有着别的流量计所不具备的优势，具体

运用到液体流量的测量中，不会改变流体的流态。本文通过介绍超声波流量计的运用场合、发展历程、原理、分类以及发展现状，对将来的发展做出展望。近年来，正是它优于其他类型流量计而获得了很大的发展空间，未来它通过跟计算机及相应软件之间的不断融合，未来的超声波流量计会获得更好的发展。

关键词：超声波流量计；原理；分类；现状；展望

1 前言

流量是工业生产过程检测控制中的一个很重要的参数, 在石油、化工、水电等部门, 对液态流体流量的检测已成为生产中不可缺少的组成部分。要准确地检测流量就要依赖于有效的测试工具——流量计,它是利用超声波在液体中传播时

所载流体流速的信息来实现流量的测量的仪器，具有非接触、高灵敏度的特点，不破坏原来流量的流场。它由超声波换能器、电子转换线路、流量显示累积系统3部分组成。超声波流量计以其结构简单、压力损失小、使用方便等独特优点得到了广泛的应用。[1]

超声波原理用于流量测量，早期出现在航空煤油的测量或作为精密医疗仪器用于对人体血管流量的测量，性能优越但造价昂贵。近年来，随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的快速发展，成本随之降低，应用领域业已涉及水利、电力、冶金等行业，其优越的性价比正日趋成为流量测量的首选仪表之一。[2]

2 超声波流量测试技术综述

2.1 超声波流量计特点

超声波流量计基于微处理技术，大多采用集成电路及低电压宽脉冲发射技术而设计的。在测量技术上，为取得更高的分辨率和更大的测量范围，多使用0.1ns 超高分辨率时间测量线路。它专门用于液体介质测量特别是水的测量。其显著特点是：精度等级为±1.0%，可在不停产状态下带压安装，主机既可安装于值控室还可输出电流、脉冲等标准信号并可利用RS232或RS485接口通讯进行计量数据远程传送。[3]

混凝土超声波检测原理简述

混凝土超声波检测是一种常用的非破坏性检测方法，通过使用超声波

技术来评估混凝土的质量和结构。在混凝土建筑和基础设施中，超声

波检测被广泛应用于评估混凝土的强度、密实性和开裂状况，以及检

测隐蔽缺陷和结构损伤。

在混凝土超声波检测中，超声波发射器会产生一束高频声波，这些声

波会在混凝土内部传播并反射回来。接收器会接收到反射回来的声波，并根据声波的传播时间和强度变化来评估混凝土的性质。这样的原理

基于声波在不同材料中传播速度不同的特性。

混凝土超声波检测的原理可以简单描述为以下几个步骤：

1. 发射超声波：超声波发射器会将高频声波引入混凝土内部。这些声

波会以一定的速度传播并遇到不同的材料界面或缺陷时发生反射或折射。

2. 声波传播：传播中的声波将沿着混凝土的途径前进，其传播速度取

决于混凝土的密度、含水量、强度等多个因素。

3. 反射和折射：当声波遇到混凝土中的界面、裂缝或其他缺陷时，一

部分声波会反射回来，而另一部分声波会继续沿着不同的方向传播。通过收集和分析这些反射和折射的声波，可以获得有关混凝土内部情况的信息。

4. 接收和记录：通过接收器收集反射回来的声波，并将其转化为电信号。接收器会记录声波传播时间和强度的变化，以便进行后续分析和评估。

5. 数据分析：通过对收集到的声波数据进行分析和解释，可以评估混凝土的质量、开裂状况、密实性以及可能存在的缺陷或结构损伤。声波传播时间和强度的变化可以提供混凝土内部的物理特性信息，如波速、强度等。

混凝土超声波检测技术的优势包括非破坏性、快速、准确和可重复性高等特点。通过使用超声波检测，工程师和建筑师可以评估混凝土结构的性能，及时发现潜在的问题，并采取相应的维修和加固措施，以确保结构的安全性和可靠性。

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