第9章辐射式感器
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的红外辐射总能量。
—斯忒藩—玻尔兹曼常数 5 .6 6 9 7 1 0 1 2 W /c m 2 K 4
—比辐射率，即物体表面辐射本领与黑体辐射 本领之比值，黑体的 ＝1
T—物体的绝对温度。
3．维恩位移定律
热辐射发射的电磁波中包含着各种波长。实验证明，
物体峰值辐射波长 m 与物体的自身的绝对温度T成反
测量100度以下的温度用波长为5一14微米的中远红 外光，多采用锗、硅、硫化锌等热敏材料。获取透射红 外光的光学材料一般比较困难，反射式光学系统可避免 这一困难，所以，反射光学系统用得较多。
第二节 超声波传感器
超声技术是通过超声波产生、传播及接收的物理过程 完成的。超声波具有聚束、定向及反射、透射等特性。 按超声振动辐射大小不同大致可分为：用超声波使物体 或物性变化的功率应用，称之谓功率超声；用超声波获 取若干信息，称之谓检测超声。这两种起声的应用。同 样都必须借助于超声波探头(换能器或传感器)来实现。
液体形成空化作用与介质的温度、压力、空化核半 径、含气量、声强、粘滞性、频率等团素有关。一般 情况下，温度高易于空化；液体中含气高、空化阀值 低、易于空化；声强高，也易于空化；频率高，空化 阀值高，不易于空化。例如，在15kHz时，产生空化
的声强只需要0.16—2.1 6W／c m 2 , 而频率在500kHz 时,,所需要的声强则为100一400w/ c m 2。
超声波与其他声波一样。其传波速度与介质密度 和弹性特性有关.
超声波在气体和液体中、其传播速度 C L q 为：
式中：
C Lq
(1
Ba
1
)2
一 介质的密度；
B a 一绝对压缩系数。
超声波在固体中，其传播速度分为两种情况：
(1)纵波在固体介质中传播的声速：
其传播速度与介质形状有关：
Cq
(E
图9-6超声探头结构
如果没有阻尼块，当激励的电脉冲信号停止时，晶片 将会继续振荡，加长超声波的脉冲宽度,使分辨率变 差。
第三节 核辐射传感器
核辐射传感器的测量原理是基于核辐射粒子的电 离作用、穿透能力、物体吸收、散射和反射等物理特 性，利用这些特性制成的传感器可用来测量物质的密 度、厚度，分析气体成分，探测物体内部结构等，它 是现代检测技术的重要部分。
1
)2
细棒
Cq
[
E
1
]2
(1 2)
薄板
Cq
[
E(1)
1
]2
(1)(12)
无限介质
E一杨氏模量
—泊松系数
(2)横波声速公式
Cq
[ E
2(1
1
]2
)
（无限介质）
一般可视横波声速为纵波声速的一半
2．超声波的物理性质
(1)超声波的反射和折射：
超声波传播到两种特性阻抗不同的介质的平面分界 面上时，一部分声波被反射；另—部分透射过界面， 在相邻介质内部继续传播；这样的两种情况称之为声 波的反射和折射．如同9—5所示。
1．超声波的传播速度 超声波在介质中产生三种形式的振荡波：横波—质
点振动方向垂直于传播方向的波；纵波—质点振动方向 与传播方向一致的波；表面波—质点振动介于纵波与横 波之间．沿表面传播的波。
横波只能在固体中传播．纵波能在固体、液体和 气体中传播．表面波随深度的增加其衰减很快。为了 测量各种状态下的物理量多采用纵波。超声波的频率 越高、越与光波的某些性质相似。
1．红外探测器的一般组成
红外探测器一般由光学系统、敏感元件、前置放大 器和信号调制器组成。
光学系统是红外探测器的重要组成部分。根据光学 系统的结构分为反射式光学系统的红外探测器和透射式 光学系统的红外探测器两种。
反射式光学系统的红外探测器的结构如图9 -2所示。 它由凹面玻璃反射镜组成，其表面镀金、铝和镍铬等红 外波段反射率很高的材料构成反射式光学系统。为了减 小像差或使用上的方便，常另加一片次镜，使目标辐射 经两次反射聚焦到敏感元件上，敏感元件与透镜组合一 体，前置放大器接收热电转换后的电信号，并对其进行 放大。
自然界中任何物体，只要其温度在绝对零度之上， 都能产生红外光辐射。
红外光的光热效应对不同的物体是各不相同的．热 能强度也不一样。
例如，黑体是能全部吸收投射到其表面的红外辐 射的物体、镜体是能全部反射红外辐射的物体、透明 体是能全部穿透红外辐射的物体，灰体是能部分反射 或吸收红外辐射的物体，对于这些物体红外光将产生 不同的光热效应。但严格来讲，自然界并不存在黑体、 镜体和透明体，而绝大部分物体都属于灰体。 上述 这些特性就是把红外光辐射技术用于卫星遥感遥测、 红外跟踪等军事和科学研究项目的重要理论依据。
一、红外辐射的基本特点
1、波长：红外辐射就是红外光，其波长从1.0-1000微 米。红外光是太阳光谱的一部分，其波长范围和在电 磁波中的位置如图9-1所示。
图9-l 电磁波谱
2、红外光的最大特点就是具有光热效应，能辐射热量。
3、红外光与所有电磁波一样，具有反射、折射、散射、 干涉、吸收等性质。红外光在真空中的传播速度与所有 电磁波相同。
图9-5
反射角、折射角与其速度满足折射定律的关系式：
、
sin C1 sin C2
——分别为两介质特性阻抗．其小q和为反射波
和折射波的速度。
C1
、C
——为反射波和折射波的速度。
2
全反射的条件： sin C1 C2
如果声波斜入射到两固体介质界面或两粘滞弹性 介质界面时，一列斜入射的纵波不仅发生反射纵波和 折射纵波，而是还产生反射横波和折射横波。
2、红外辐射的基本定律
1．希尔霍夫定律
希尔霍夫定律指出一个物体向周围辐射热能的同时 也吸收周围物体的辐射能。如果几个物体处于同一温 度场中，各物体的热发射本领正比于它的吸收本领、 这就是希尔霍夫定律。可用下面公式表示：
Er E0
式来中的辐射E能r ；—物体在单位面积和单位时间内发射出
—该物体对辐射能的吸收系数； 常E 数0 —。等价于黑体在相同温度下发射的能量，它是
在空化中．当气泡闭合时所产生的冲击波强度最 大。局部压力可达到上千个大气压，由此足以看出空 化的巨大作用和应用前景。
（3)热学作用
如果超声波作用于介质时被介质所吸收，实际上也 就是有能量吸收。同时由于超声波的振动，使介质产 生强烈的高频振荡，介质间相互摩擦而发热，这种能 量能使液体、固体温度升高。超声波在穿透两种不同 介质的分界面时，温度升高值更大，这是因为分界面 上特性阻抗不同，将产生反射，形成驻波引起分子间 的相对摩擦而发热。 超声波的热效应在工业、医疗上 都得到广泛应用。
二、超声波传感器
利用超声波在超声场中的物理特性和种种效应而研 制的装置可称为超声波换能器、探测器或传感器，超 声波传感器可以是超声波发射装置、也可以既能发射 又能接收发射超声波的装置。这些装置一般都能将声 信号转换成电信号。
超声波探头按其结构可分为直探头、斜探头、双 探头和液浸探头。超声波探头接其工作原理又可分为 压电式、磁致伸缩式、电磁式等。实际使用中压电式 探头最为常见。
黑体是在任何温度下全部吸收任何波长辐射的物体，
黑体的吸收本领与波长和温度无关，即 ＝1。黑体吸 收本领最大，但是加热后，它的发射热辐射也比任何 物体都要大。
2．斯忒藩—玻尔兹曼定律
物体温度越高．它辐射出来的能量越大。可用下面
公式表示：E T 4 式中： E —某物体在温度T、时单位面积和单位时间
第九章 辐射式传感器
第一节 红外辐射传感器 第二节 超声波传感器 第三节 核辐射传感器 第四节 辐射式传感器的应用举例
本章主要介绍三种辐射式传感器--红外辐射、核辐 射和超声波传感器。
第一节 红外辐射传感器
红外辐射技术在最近40年来已经发展成为一门新兴 技术科学。它在广泛的领域中特别是在科学研究、军 事工程和医学方面起着极其重要的作用。例如红外制 导火箭、红外成像、红外遥感等。红外辐射技术的重 要工具就是红外辐射传感器，它是遥感技术，空间科 学的敏感部件。
(2)空化作用
在流体动力学中指出，存在于液体中的微气泡(空 化核)在声场的作用下振动、当射声强达到一定值时， 气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生 冲击波，这种膨胀、闭合、振动等一系列动力学过程 称为声空化(Acoustic cavitation)。这种声空化现象是 超声学及其应用的基础。
(2)超声波的衰减
超声波在一种介质中传播，其声压和声强按指数函数 规律衰减。在平面波的情况下，距离声源x处的声压和声 强衰减规律如下：
p p0eAx
x —超声波与声源间酌距离；
I I0e2Ax
A —衰减系数。
1
(3)超声波的干涉
如果在一种介质中传播几个声波，于是全产生波的
干波程涉差现为象d。的若两以个两波个的频干率涉相为同例，，振该幅两个波和的 合2 不成等振、 幅为： r(1222212cos2d)1 2
比。即
m
2897 T
(m)
从下图所示曲线可知，峰值辐射波长随温度升高 向短波方向偏移。当温度不很高时、峰值辐射波长在 红外区域。
图9-2
三、红外探测器(传感器)
能将红外辐射量变化转换成电量变化的装置称为 红外探测器(红外传感器)红外探测器根据热电效应和光 子效应制成。前者为热敏探测器，后者为光子探测器。 从理论上讲．探测器对入射的各种波长的辐射能量全 部吸收，它是一种对红外光波无选择的红外传感器； 但是，实际上各种波长的红外辐射的功率对物体的加 热效果是不相同的。光子探测器常用光子效应有外光 电效应、内光电效应(光生伏特效应、光电导效应)和光 电磁效应。
超声波在传播过程中、会引起介质质点交替的压缩 与伸张，构成了压力的变化，这种压力的变化将引起机 械效应。超声波引起的介质质点运动，虽然产生的位移 和速度不大，但是，与超声振动频率的平方成正比的质 点加速度却很大。有时超过重力加速度的数万倍，这么 大的加速度足以造成对介质的强大机械效应，甚至能达 到破坏介质的作用。
压电式探头主要由压电晶片、吸收块(阻尼块)、保 护膜组成，其结构如图10—6所示。
压电晶体多为圆板形， 其厚皮与超声频率成反 比例如，晶片厚度为 1mm，自然频率约为 1.89MHz厚度0.7mm， 自然频率为2.5MHz。压 电晶片的两面镀有银层， 作导电的极板。阻尼块 的作用是降低晶片的机 械品质，吸收声能量。
从上式看出，当 d 0 或 d n（为正整数)时合
成振幅达到最大值： 1 ，2 而当 d n (n ＝
1．3，5，…)时，合振幅为最小值 1 2 2
由于超声波的干涉，在辐射器的周围形成一个包括最 大和最小的超超声场。
3．超声波对超声场产生的作用(效应)
超声波在超声场中传播时，会对超声场产生如下几 种十分有用的作用(效应)。 (1)机械作用：
4、红外光衰减、吸收、穿透性能：红外光在介质中 传播会产生衰减。红外光在金属中传播衰减很大．但 红外辐射能透过大部分半导体和一些塑料，大部分液 体对红外辐射吸收非常大。气体对其吸收程度各不相 同。大气层对不同波长的红外光存在不同的吸收带。 根据研究分析证明，对于波长为1—5微米、8—14微 米区域的红外光具有比较大的“透明度”。即这些波 长的红外光能较好地穿透大气层。
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透射式光学系统的红外探测器如图10-4所示。透射 式光学系统的部件用红外光学材料做成，不同的红外 光波长应选用不同的红外光学材料,在测量700 C以上的 高温时,用波长为0.75—3微米范围内的近红外光，用一 般光学玻璃和石英等材料作透镜材料；当测量100-700 c范围的温度时，一般用3—5微米的中红外光，多用氯 化镁、氧化镁等热敏材料；
目前，超声波技术广泛应用于冶金、船舶、机械、 医疗等各个工业部门的超声清洗、超声焊接、超声加工、 超声检测和超声医疗等方面，并取得了很好的社会效益 利经济效益。
一、超声波的基本特性
超声波是听觉阈值以外的振动，其频率范围在10k 一1000GHz．其中常用的频率大约在10K—3MHz之间。 超声波在超声场(被超声所充满的空间)传播时，如果 超声波的波长与超声场相比，超声场很大，超声波就 像处在一种无限介质中，超声波自由地向外扩散，反 之，如果超声波的波长与相邻介质的尺寸相近，则超 声波受到界面限制不能自由地向外扩散。于是超声波 在传播过程中产生如下特性和作用。
—斯忒藩—玻尔兹曼常数 5 .6 6 9 7 1 0 1 2 W /c m 2 K 4
—比辐射率，即物体表面辐射本领与黑体辐射 本领之比值，黑体的 ＝1
T—物体的绝对温度。
3．维恩位移定律
热辐射发射的电磁波中包含着各种波长。实验证明，
物体峰值辐射波长 m 与物体的自身的绝对温度T成反
测量100度以下的温度用波长为5一14微米的中远红 外光，多采用锗、硅、硫化锌等热敏材料。获取透射红 外光的光学材料一般比较困难，反射式光学系统可避免 这一困难，所以，反射光学系统用得较多。
第二节 超声波传感器
超声技术是通过超声波产生、传播及接收的物理过程 完成的。超声波具有聚束、定向及反射、透射等特性。 按超声振动辐射大小不同大致可分为：用超声波使物体 或物性变化的功率应用，称之谓功率超声；用超声波获 取若干信息，称之谓检测超声。这两种起声的应用。同 样都必须借助于超声波探头(换能器或传感器)来实现。
液体形成空化作用与介质的温度、压力、空化核半 径、含气量、声强、粘滞性、频率等团素有关。一般 情况下，温度高易于空化；液体中含气高、空化阀值 低、易于空化；声强高，也易于空化；频率高，空化 阀值高，不易于空化。例如，在15kHz时，产生空化
的声强只需要0.16—2.1 6W／c m 2 , 而频率在500kHz 时,,所需要的声强则为100一400w/ c m 2。
超声波与其他声波一样。其传波速度与介质密度 和弹性特性有关.
超声波在气体和液体中、其传播速度 C L q 为：
式中：
C Lq
(1
Ba
1
)2
一 介质的密度；
B a 一绝对压缩系数。
超声波在固体中，其传播速度分为两种情况：
(1)纵波在固体介质中传播的声速：
其传播速度与介质形状有关：
Cq
(E
图9-6超声探头结构
如果没有阻尼块，当激励的电脉冲信号停止时，晶片 将会继续振荡，加长超声波的脉冲宽度,使分辨率变 差。
第三节 核辐射传感器
核辐射传感器的测量原理是基于核辐射粒子的电 离作用、穿透能力、物体吸收、散射和反射等物理特 性，利用这些特性制成的传感器可用来测量物质的密 度、厚度，分析气体成分，探测物体内部结构等，它 是现代检测技术的重要部分。
1
)2
细棒
Cq
[
E
1
]2
(1 2)
薄板
Cq
[
E(1)
1
]2
(1)(12)
无限介质
E一杨氏模量
—泊松系数
(2)横波声速公式
Cq
[ E
2(1
1
]2
)
（无限介质）
一般可视横波声速为纵波声速的一半
2．超声波的物理性质
(1)超声波的反射和折射：
超声波传播到两种特性阻抗不同的介质的平面分界 面上时，一部分声波被反射；另—部分透射过界面， 在相邻介质内部继续传播；这样的两种情况称之为声 波的反射和折射．如同9—5所示。
1．超声波的传播速度 超声波在介质中产生三种形式的振荡波：横波—质
点振动方向垂直于传播方向的波；纵波—质点振动方向 与传播方向一致的波；表面波—质点振动介于纵波与横 波之间．沿表面传播的波。
横波只能在固体中传播．纵波能在固体、液体和 气体中传播．表面波随深度的增加其衰减很快。为了 测量各种状态下的物理量多采用纵波。超声波的频率 越高、越与光波的某些性质相似。
1．红外探测器的一般组成
红外探测器一般由光学系统、敏感元件、前置放大 器和信号调制器组成。
光学系统是红外探测器的重要组成部分。根据光学 系统的结构分为反射式光学系统的红外探测器和透射式 光学系统的红外探测器两种。
反射式光学系统的红外探测器的结构如图9 -2所示。 它由凹面玻璃反射镜组成，其表面镀金、铝和镍铬等红 外波段反射率很高的材料构成反射式光学系统。为了减 小像差或使用上的方便，常另加一片次镜，使目标辐射 经两次反射聚焦到敏感元件上，敏感元件与透镜组合一 体，前置放大器接收热电转换后的电信号，并对其进行 放大。
自然界中任何物体，只要其温度在绝对零度之上， 都能产生红外光辐射。
红外光的光热效应对不同的物体是各不相同的．热 能强度也不一样。
例如，黑体是能全部吸收投射到其表面的红外辐 射的物体、镜体是能全部反射红外辐射的物体、透明 体是能全部穿透红外辐射的物体，灰体是能部分反射 或吸收红外辐射的物体，对于这些物体红外光将产生 不同的光热效应。但严格来讲，自然界并不存在黑体、 镜体和透明体，而绝大部分物体都属于灰体。 上述 这些特性就是把红外光辐射技术用于卫星遥感遥测、 红外跟踪等军事和科学研究项目的重要理论依据。
一、红外辐射的基本特点
1、波长：红外辐射就是红外光，其波长从1.0-1000微 米。红外光是太阳光谱的一部分，其波长范围和在电 磁波中的位置如图9-1所示。
图9-l 电磁波谱
2、红外光的最大特点就是具有光热效应，能辐射热量。
3、红外光与所有电磁波一样，具有反射、折射、散射、 干涉、吸收等性质。红外光在真空中的传播速度与所有 电磁波相同。
图9-5
反射角、折射角与其速度满足折射定律的关系式：
、
sin C1 sin C2
——分别为两介质特性阻抗．其小q和为反射波
和折射波的速度。
C1
、C
——为反射波和折射波的速度。
2
全反射的条件： sin C1 C2
如果声波斜入射到两固体介质界面或两粘滞弹性 介质界面时，一列斜入射的纵波不仅发生反射纵波和 折射纵波，而是还产生反射横波和折射横波。
2、红外辐射的基本定律
1．希尔霍夫定律
希尔霍夫定律指出一个物体向周围辐射热能的同时 也吸收周围物体的辐射能。如果几个物体处于同一温 度场中，各物体的热发射本领正比于它的吸收本领、 这就是希尔霍夫定律。可用下面公式表示：
Er E0
式来中的辐射E能r ；—物体在单位面积和单位时间内发射出
—该物体对辐射能的吸收系数； 常E 数0 —。等价于黑体在相同温度下发射的能量，它是
在空化中．当气泡闭合时所产生的冲击波强度最 大。局部压力可达到上千个大气压，由此足以看出空 化的巨大作用和应用前景。
（3)热学作用
如果超声波作用于介质时被介质所吸收，实际上也 就是有能量吸收。同时由于超声波的振动，使介质产 生强烈的高频振荡，介质间相互摩擦而发热，这种能 量能使液体、固体温度升高。超声波在穿透两种不同 介质的分界面时，温度升高值更大，这是因为分界面 上特性阻抗不同，将产生反射，形成驻波引起分子间 的相对摩擦而发热。 超声波的热效应在工业、医疗上 都得到广泛应用。
二、超声波传感器
利用超声波在超声场中的物理特性和种种效应而研 制的装置可称为超声波换能器、探测器或传感器，超 声波传感器可以是超声波发射装置、也可以既能发射 又能接收发射超声波的装置。这些装置一般都能将声 信号转换成电信号。
超声波探头按其结构可分为直探头、斜探头、双 探头和液浸探头。超声波探头接其工作原理又可分为 压电式、磁致伸缩式、电磁式等。实际使用中压电式 探头最为常见。
黑体是在任何温度下全部吸收任何波长辐射的物体，
黑体的吸收本领与波长和温度无关，即 ＝1。黑体吸 收本领最大，但是加热后，它的发射热辐射也比任何 物体都要大。
2．斯忒藩—玻尔兹曼定律
物体温度越高．它辐射出来的能量越大。可用下面
公式表示：E T 4 式中： E —某物体在温度T、时单位面积和单位时间
第九章 辐射式传感器
第一节 红外辐射传感器 第二节 超声波传感器 第三节 核辐射传感器 第四节 辐射式传感器的应用举例
本章主要介绍三种辐射式传感器--红外辐射、核辐 射和超声波传感器。
第一节 红外辐射传感器
红外辐射技术在最近40年来已经发展成为一门新兴 技术科学。它在广泛的领域中特别是在科学研究、军 事工程和医学方面起着极其重要的作用。例如红外制 导火箭、红外成像、红外遥感等。红外辐射技术的重 要工具就是红外辐射传感器，它是遥感技术，空间科 学的敏感部件。
(2)空化作用
在流体动力学中指出，存在于液体中的微气泡(空 化核)在声场的作用下振动、当射声强达到一定值时， 气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生 冲击波，这种膨胀、闭合、振动等一系列动力学过程 称为声空化(Acoustic cavitation)。这种声空化现象是 超声学及其应用的基础。
(2)超声波的衰减
超声波在一种介质中传播，其声压和声强按指数函数 规律衰减。在平面波的情况下，距离声源x处的声压和声 强衰减规律如下：
p p0eAx
x —超声波与声源间酌距离；
I I0e2Ax
A —衰减系数。
1
(3)超声波的干涉
如果在一种介质中传播几个声波，于是全产生波的
干波程涉差现为象d。的若两以个两波个的频干率涉相为同例，，振该幅两个波和的 合2 不成等振、 幅为： r(1222212cos2d)1 2
比。即
m
2897 T
(m)
从下图所示曲线可知，峰值辐射波长随温度升高 向短波方向偏移。当温度不很高时、峰值辐射波长在 红外区域。
图9-2
三、红外探测器(传感器)
能将红外辐射量变化转换成电量变化的装置称为 红外探测器(红外传感器)红外探测器根据热电效应和光 子效应制成。前者为热敏探测器，后者为光子探测器。 从理论上讲．探测器对入射的各种波长的辐射能量全 部吸收，它是一种对红外光波无选择的红外传感器； 但是，实际上各种波长的红外辐射的功率对物体的加 热效果是不相同的。光子探测器常用光子效应有外光 电效应、内光电效应(光生伏特效应、光电导效应)和光 电磁效应。
超声波在传播过程中、会引起介质质点交替的压缩 与伸张，构成了压力的变化，这种压力的变化将引起机 械效应。超声波引起的介质质点运动，虽然产生的位移 和速度不大，但是，与超声振动频率的平方成正比的质 点加速度却很大。有时超过重力加速度的数万倍，这么 大的加速度足以造成对介质的强大机械效应，甚至能达 到破坏介质的作用。
压电式探头主要由压电晶片、吸收块(阻尼块)、保 护膜组成，其结构如图10—6所示。
压电晶体多为圆板形， 其厚皮与超声频率成反 比例如，晶片厚度为 1mm，自然频率约为 1.89MHz厚度0.7mm， 自然频率为2.5MHz。压 电晶片的两面镀有银层， 作导电的极板。阻尼块 的作用是降低晶片的机 械品质，吸收声能量。
从上式看出，当 d 0 或 d n（为正整数)时合
成振幅达到最大值： 1 ，2 而当 d n (n ＝
1．3，5，…)时，合振幅为最小值 1 2 2
由于超声波的干涉，在辐射器的周围形成一个包括最 大和最小的超超声场。
3．超声波对超声场产生的作用(效应)
超声波在超声场中传播时，会对超声场产生如下几 种十分有用的作用(效应)。 (1)机械作用：
4、红外光衰减、吸收、穿透性能：红外光在介质中 传播会产生衰减。红外光在金属中传播衰减很大．但 红外辐射能透过大部分半导体和一些塑料，大部分液 体对红外辐射吸收非常大。气体对其吸收程度各不相 同。大气层对不同波长的红外光存在不同的吸收带。 根据研究分析证明，对于波长为1—5微米、8—14微 米区域的红外光具有比较大的“透明度”。即这些波 长的红外光能较好地穿透大气层。
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透射式光学系统的红外探测器如图10-4所示。透射 式光学系统的部件用红外光学材料做成，不同的红外 光波长应选用不同的红外光学材料,在测量700 C以上的 高温时,用波长为0.75—3微米范围内的近红外光，用一 般光学玻璃和石英等材料作透镜材料；当测量100-700 c范围的温度时，一般用3—5微米的中红外光，多用氯 化镁、氧化镁等热敏材料；
目前，超声波技术广泛应用于冶金、船舶、机械、 医疗等各个工业部门的超声清洗、超声焊接、超声加工、 超声检测和超声医疗等方面，并取得了很好的社会效益 利经济效益。
一、超声波的基本特性
超声波是听觉阈值以外的振动，其频率范围在10k 一1000GHz．其中常用的频率大约在10K—3MHz之间。 超声波在超声场(被超声所充满的空间)传播时，如果 超声波的波长与超声场相比，超声场很大，超声波就 像处在一种无限介质中，超声波自由地向外扩散，反 之，如果超声波的波长与相邻介质的尺寸相近，则超 声波受到界面限制不能自由地向外扩散。于是超声波 在传播过程中产生如下特性和作用。