1-7 超声波及其应用

1-7 超声波及其应用
1-7 超声波及其应用

第七节超声波及其应用北京市顺义区第三中学张军营一、指导思想与理论依据本节课从生活走向物理,以学生为主体、教师为主导,以双向互动为原则。课堂上主要采用师生交流、学生分组交流、共同归纳整理、多媒体展示等方法。通过交流讨论,学生不仅知道了超声波、次声波的概念,还知道了超声波的特点及其应用,更锻炼了学生收集和整理信息的能力,提高了合作和信息交流的能力。二、教学背景分析 1.教学内容分析本节内容不多,主要让学生认识什么是超声波和次声波,了解超声波与次声波在人们的生产、生活中有着广泛的应用,自然界中也存在着大量的超声波和次声波现象。本节教材注重展示日常生活、生产技术的实例,注意通过实例为学生提供感性认识,如蝙蝠捕食蚊虫、狗的灵敏听觉等。教材还注意将物理知识应用于科学技术和生产之中,以加强“从生活走向物理,从物理走向社会”的教学理念,例如向学生介绍用超声探测鱼群、超声观察胎儿、超声金属探测仪等。 2.学生情况分析(1)有利因素:学生已经知道声音可分为乐音和噪音,具备一定的自学能力,有一定的收集、处理信息的能力。(2)不利因素:对于实际生活中涉及的声知识和声现象并不够了解,如超声波和次声波;学生具有丰富的感性认识,

但这些认识缺乏系统性,有些认识甚至是错误的。 3.教学方式讨论交流法、讲授法、课件演示法。 4.教学手段教师准备:多媒体课件、音像资料、B超图片。学生准备:课前预习本节内容,收集超声波与次声波的相关信息、资料。 1

三、教学目标 1.知识和技能(1)知道人耳的听觉范围是20 Hz~20 000 Hz。 (2)知道超声波在现代技术中的应用。(3)了解次声波的特点及其危害。 2.过程与方法(1)通过交流与合作,了解超声波的特点及其在现代技术中的应用。(2)通过收集超声波的相关信息、资料,提高收集信息、处理信息的能力。(3)通过课堂上的交流讨论,提高合作和交流能力,锻炼自主学习、探究学习的能力。 3.情感、态度与价值观(1)初步认识科学及相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活的影响。 (2)保持对自然和科学技术的兴趣。 (3)拓展学生视野,引导学生关注科技发展,渗透STS理念和环境保护意识。四、教学重点和难点1.教学重点(1)知道超声波、次声波的概念。 (2)知道超声波的应用。 2.教学难点培养和提高学生收集信息、处理信息的能力,使

学生保持对自然和科学技术的兴趣。五、教学流程示意图创设情境师生交流课堂小结引入新课新课内容巩固练习 2

六、教学过程教师活动学生活动设计意图一、引入新课新闻报道:学生听得见,老师听不通过生活中的见的手机铃声。观看、思考实例抓住学生为什么手机的铃声学生听得见而老的好奇心,提高师听不见呢?我们可以来试试看。闭上眼睛仔细倾听。他们的兴趣。这种被学生热捧的“蚊子”铃声是由英国一间保安公司所发明的一种学生阅读教材,总结得出人耳的听高频“青少年驱逐器”。公司针对一觉范围为20 Hz~20 000 Hz。高于般人的听力上限为18 000 Hz,将驱20 000 Hz的声音叫作超声;低于逐器频率定为14 400 Hz,目的是使20 Hz的声音叫作次声。青少年听到该刺耳的声音后,离开其流连的店铺,而成年人却可以不受影响。没想到这种被称为“蚊子”的高频声音随即在网上广泛流传,成为青少年疯狂追捧的手机铃声。二、讲授新课 1.人耳的听觉范围指导学生阅读教材,对不同动物的学生阅读教材。了解一些常见听觉范围进行了解,知道它们为什了解一些动物的听觉范围,并说出动物发出声音么具有一些特殊的生活习性。与此相关的生活习性。的频率,拓宽学生的知识面。 2.超声波超声波具有能量大、方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,且对人体危害性小的优点。请全班同学分小组向大家汇报。A组:

人们利用超声波定向性好、在学生在网络上水中传播距离远的

特点制成声呐,查找的资料先可以发现潜艇和鱼群,还可以对

海由教师加以整底情况进行测绘。理,学生在课堂给学生观

看B超图像。B组:超声波可以成像。医院利用B上介绍小组

获型超声波诊断仪进行胃部、腹部检取的资料。查,还可以

观察胎儿的发育情况。 C组:利用超声波的多普勒效应制成让

更多的学生测速仪,交通警察可以在高速公路了解超声波的

上测定车辆的速度。特点和用途。 D组:超声波能使清洗液

剧烈振动,总结:超声波具有定向性好,穿透有去污作用,

人们据此制成超声波能力强的特点,可用于测距、清洗、清

洗器。超声波还能使塑料膜之间焊接,医院里还用超声波击

碎患者摩擦生热,黏合在一起,制成超声 3

体内结石,使病人免受开刀的痛苦。波焊接器。

3.次声波人耳听不见次声波,但它却时刻潜E组:次声波是频率低于20 Hz的声对于次声波的伏在我们身边,它是怎样产生的?波。飞机飞行、火箭发射、火车行特点和危害进有哪些危害?请E组同学汇报。驶、汽车奔驰都会产生次声波。大行了解,并知道自然中火山爆发、陨石坠落、地震、如何利用它为海啸、台风、雷电都会产生次声波,人类服务。它能传得很远,能轻易绕过障碍物,总结:地震产生的次声波会使房屋无孔不入。一定强度的次声波可

以倒塌,对人类造成伤害。科学家正对人体造成严重的危害,使人恐惧、在研究、监测和控制次声波,有效恶心、神经错乱,甚至五脏破裂。避免它的危害,并利用它预报地震、强度大的次声波会对机器设备、建台风,监测核爆炸。筑物产生破坏。三、小结这节课我们学到了什么? 1.人耳能听到的声音频率范围。培养学生的归 2.超声的定义、特点及应用;次声的纳能力。定义、特点及危害、预防。四、达标检测1.分析:昆虫飞行时翅膀都要振动。1.答:因为蜜蜂的翅膀振动频率高,通过练习巩固蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5~6次,发出声音的频率在可听范围内;而所学的知识。蜜蜂飞行时每秒振动300~400次,蝴蝶翅膀的振动频率低,发出的是为什么我们凭听觉能发现飞行的蜜次声波,人耳听不到。蜂而不能发现飞行的蝴蝶?2.外科医生利用超声波去除人体内2.答:传递能量。的结石,是利用了超声波能__。 3.超声波在海水中的传播速度比在3.答:5 400 km/h,4 500。淡水中的速度还要大,已知超声波在海水中的传播速度为1 500 m/s,合____km/h。如果从海面竖直向海底发出的超声波经6 s后返回海面,则该处海的深度是_____m。七、学习效果评价设计教学中可以从以下两个方面

对学习效果进行评价:(1)学生能否从始至终集中精神。(2)学生对教师课上所讲知识是否感兴趣。八、教学设计的特点(1)从生活中的现象引入,有效地吸引学生。 4

(2)请学生课前查阅资料,向全班进行汇报,是提高学生自主学习能力的重要手段。(3)教学中利用多媒体展示超声波和次声波的相关资料,用生动直观的实例使学生对超声波和次声波有了一定的认识。 5

超声波焊接原理和应用

超声波焊接原理: 超声波焊接是熔接热塑性塑料制品的高科技技术,各种热塑性胶件均可使用超声波熔接处理,而不需加溶剂,粘接剂或其它辅助品。 其优点是增加多倍生产率,降低成本,提高产品质量及安全生产。 超声波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHz(或15KHz)的高压、高频信号,通过换能系统,把信号转换为高频机械振动,加于塑料制品工件上,通过工件表面及在分子间的磨擦而使传递到接口的温度升高,当温度达到此工件本身的熔点时,使工件接口迅速熔化,继而填充于接口间的空隙,当震动停止,工件同时在一定的压力下冷却定形,便达成完美的焊接。 新型的15KHz超声波塑胶焊接机,对焊接较软的PE、PP材料,以及直径超大,长度超长塑胶焊件,具有独特的效果,能满足各种产品的需要,能为用户生产效率以及产品档次贡献。 超声波焊接工艺: 一、超声波焊接: 以超声波超高频率振动的焊头在适度压力下,使二块塑胶的结合面产生磨擦热而瞬间熔融接合,采用合适的工件和合理的接口设计,可达到水密及气密,并免除采用辅助品带来的不便,实现高效清洁的焊接焊接强度可与本体媲美。 二、铆焊法: 将超声波超高频率振动的焊头,压着塑胶品突出的梢头,使其瞬间发热融成为铆钉形状,使不同材质的材料机械铆合在一起。三、埋植: 借着焊头之传导及适当压力,瞬间将金属零件(如螺母、螺杆等)挤入预留的塑胶孔内,固定在一定深度,完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度,可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。

一、超声波塑料焊接的相容性和适应性: 热塑性塑料,由于各种型号性质不同,造成有的容易进行超声波焊接,有的不易焊接;下表中黑方块的表示两种塑料的相容性好,容易进行超声波焊接;圆圈表示在某些情况下相容,焊接性能尚可;空格表示两种塑料相容性很差,不易焊接。 注意:表中所列仅供参考,因为熟知的变化可导致结果略有差异.

超声在医学中的应用

超声在医学中的应用 超声波的简介 科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为20~20000赫兹。当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时,我们便听不见了。因此,我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1~5兆赫兹。 理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在 介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在我国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就 可以增加室内空气湿度.这就是超声波加湿器的原理.咽喉炎.气管炎等疾病,呼唤斤年时斤 百很难血流到达患病的部位.利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效.利 用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎,从而减缓病痛,达到治愈的目的。超声波在医学方面应用非常广泛,像现在的彩超、B超、碎石(例如胆结石、肾结石之类的)等。 超声波的产生 声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的上限(20000Hz),人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械振动,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同点是超声频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性,目前腹部超声成象所用的频率范围在2∽5兆Hz之间,常用为3∽3.5兆Hz(每秒振动1次为1Hz,1兆Hz=10^6Hz,即每秒振动100万次,可闻波的频率在16-20,000HZ 之间)。超声波是声波大家族中的一员。 超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性──超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,这一特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超

超声波清洗机的应用及清洗剂的选择

超声波清洗机的应用及清洗剂的选择 一、超声波清洗机清洗原理: 1.什么是超声波? 众所周知,人们所听到的声音是频率20~20000Hz的声波信号,高于20000Hz的声波称之为超声波即超出人类听觉范围外的声波。 2.超声波清洗工作原理: 超声波电源将50Hz的日常供电频率利用发生器改变为高于20KHz的高频电讯号,通过换能器转换在为高频的机械振荡而传入到清洗介质中,超声波疏密相间的向前辐射,使液体流动,并产生数以万的微小气泡,这些气泡是在超声波纵向传播的负压形成及生长,而在正压区迅速闭合(熄灭)。这种微小气泡的形成、生长、迅速闭合称为“空化效应”,这种现象也叫“空化现象”。产生空化现象时气泡闭合时形成超过1000个大气压的瞬时高压和几百度的高温,连续不断产生的瞬时高压就象一连串小爆炸不断地轰击物体表面,使物体表面的凹凸不平及微小缝隙中的脏物迅速脱落,从而达到工件彻底清洁的目的。 二、超声波清洗机(清洗装置)结构功能简介及安装方法(只详细讲解单槽机): 1.何谓超声波清洗装置: 不锈钢清洗槽,安装在槽底或一侧的换能器(震子或震头),加上超声波发生器(通俗说法叫电控箱);或现有普通设备中,已有清洗槽,加浸入式超声波震板,改装成为超声波清洗槽,然后配上超声波发生器,都可以叫超声波清洗装置。 所有的浸入式震板,适用于各种情况的要求及入置形式,如挂边式、沉底式、浮面式等。 2.换能器及震板安装方式: 一般来说,超声波换能器具体安装粘贴在槽体的底部、侧面还是底部和侧面都粘贴换能器,要根据清洗工件的原有特性如大小、材质、形状,以及要清洗的污渍特性等来确定。基本安装方式有:底震式、侧震式、顶置式三种。比如除油清洗,通常情况下采用底震式,但是如果工件又大又长,几个面还有通孔、盲孔,而且盲孔又深又小,这时需采用底震式+侧震式的方式,即两个面或者三个面都要粘贴换能器才能达到清洗干净的效果。如果是不锈钢工件如不锈钢表壳、表带、不锈钢刀叉等经过抛光后的除蜡清洗,由于蜡质经过清洗后会沉集在槽底,经常的与钢板摩擦,会加大钢板的损耗,同时换能器的功率散发不出来,容易造成换能器焖烧,很容易烧掉。所以普遍采用侧震式,当然,工件非常大的情况下还是要几种方式都要采用的,这样使用时需经常进行掏渣处理。对于一些大型工件如牵引机车的空调机组、热交

超声波检测技术及应用

超声波检测技术及应用 刘赣 (青岛滨海学院,山东省青岛市经济开发区266000) 摘要:无损检测(nondestructive test)简称NDT。无损检测就是不破坏和不损伤受检物体,对它的性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。本文主要讲的是超声波检测(UT)的工作原理以及在现在工业中的应用和发展。 关键词:超声波检测;纵波;工业应用;无损检测 1.超声波检测介绍 1.1超声波的发展史 声学作为物理学的一个分支, 是研究声波的发生、传播、接收和效应的一门科学。在1940 年以前只有单晶压电材料, 使得超声波未能得到广泛应用。20 世纪70 年代, 人们又研制出了PLZT 透明压电陶瓷, 压电材料的发展大大地促进了超声波领域的发展。声波的全部频率为10- 4Hz~1014Hz, 通常把频率为2×104Hz~2×109Hz 的声波称为超声波。超声波作为声波的一部分, 遵循声波传播的基本定律, 1.2超声波的性质 1)超声波在液体介质中传播时,达到一定程度的声功率就可在液体中的物体界面上产生强烈的冲击(基于“空化现象”)。从而引出了“功率超声应用技术“例如“超声波清洗”、“超声波钻孔”、“超声波去毛刺”(统称“超声波加工”)等。2)超声波具有良好的指向性 3)超声波只能在弹性介质中传播,不能再真空中传播。一般检测中通常把空气介质作为真空处理,所以认为超声波也不能通过空气进行传播。 4)超声波可以在异质界面透射、反射、折射和波型转化。 5)超声波具有可穿透物质和在物质中衰减的特性。 6)利用强功率超声波的振动作用,还可用于例如塑料等材料的“超声波焊接”。 1.2超声波的产生与接收 超声波的产生和接收是利用超声波探头中压电晶体片的压电效应来说实现的。由超声波探伤仪产生的电振荡,以高频电压形式加载于探头中压电晶体片的两面电极上时,由于逆压电效应的结果,压电晶体片会在厚度方向上产生持续的伸缩变形,形成了机械振动。弱压电晶体片与焊件表面有良好的耦合时,机械振动就以超声波形式传播进入被检工件,这就是超声波的产生。反之,当压电晶体片收到超声波作用而发生伸缩变形时,正压电效应的结果会使压电晶体片两面产生不同极性的电荷,形成超声频率的高频电压,以回波电信号的形势经探伤仪显示,这就是超声波的接收。 1.3超声波无损检测的原理 超声波探伤仪的种类繁多,但在实际的探伤过程,脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛。一般在均匀的材料中,缺陷的存在将造成材料的不连续,这种

最新整理超声波清洗及相关知识.doc

超声波清洗及相关知识 近10年来,超声波清洗设备正在朝两个方面发展。其一是,各种类型的多缸或传动链式或升降式超声清洗生产线相继面市;其二是,低频超声波清洗机向高频超声波清洗机的发展。在美国、日本、欧洲以及亚太市场上,多缸式超声波清洗设备总量已呈明显上升之势,高达总量的50%,而多工位半自动、全自动传动链式或升降式超声波清洗线体设备也已上升到总量的40%以上。 我国超声波清洗技术的应用已经取得了较好的成效。一是机械零部件在电镀前后的清洗或喷涂前的清洗,拆修零部件的清洗,要求高清洗度,如油泵油嘴偶件、轴承、制动器、燃油过滤器、阀门的清洗。二是印制电路板、硅片、晶片、元器件壳、座、铁路系统用的信号控制继电器、元器件、连接件、显像管以及电真空器件等的清洗。三是眼镜、显微镜、望远镜、瞄准具等光学系统及取样玻璃片的清洗。四是医用器具、食品、制药、生化等试验中所用各种瓶罐的清洗。五是喷丝头、精密模具、精密橡胶件、珠宝工艺品等的清洗。 我国现有各类超声波清洗设备制造企业近40家,但其分布主要集中在东南沿海地区。据统计资料,沿海地区的厂家占全国总数的85%,可见经济发达地区对超声波清洗技术的应用不但在先,而且广泛,普及程度高,同时,这又证明超声波清洗技术在中西部地区推广普及的前景十分广阔。就产品水平而言,当代产品与20世纪70—80年代的产品相比,技术进步也十分明显。 近年来,由于对汽车制动器生产线、冰箱压缩机生产线的传统清洗工艺实行技术改造,拟采用超声波清洗工艺。在国外汽车底盘架、轿车外壳喷涂前的超声波清洗,配合专用清洗液,将除锈、去氧化膜及磷化一次清洗处理完成,烘干后即可喷漆等都有了新的应用和发展。 美国Advanced Sonic Proctssing Svstems公司,推出一系列大量清洗煤或贵金属矿物的设备,例如清洗金属颗粒矿物质表面的泥土、胶体类物质,使化学剂发挥更好的作用;洗煤粉除灰去硫等,处理率为每小时十几吨。 美国Dvpont公司在新泽西州制药厂的应用报告称:超声波清洗能除去反应罐或化学处理桶壳表面的污物,比用普通方法节约能源,费用低且减少环境污染,清洗过程简单,只要在溶器中灌满水,加热到65℃,并加入2%的表面活性剂,进行处理2—4h,即可清洗干净。 欧洲的一些厂家曾清洗过9.1m3的罐,以前用甲醇加热到沸点一次处理4—8h,总共要进行5次清洗才能达到要求,而且超声波清洗只需要一次处理即能达到要求,既节省溶剂,提高效率,又减少环境污染。

超声波技术在医疗上的应用

超声波技术及其应用报告超声波技术在医疗上的应用 硕士研究生: 学号: 学科: 报告日期:

超声波技术及其应用报告 摘要 频率高于可听声频范围(20KHZ以上)的机械波,称为超声波(ultrasonic),简称超声。它方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。本文主要介绍超声波技术在医疗上的应用。主要由超声波在医疗检测上的应用和超声波在治疗上的应用两部分组成。主要内容包括B超,彩超,超声全息影像技术,超声波手术刀,超声波碎石技术。文章论述了这些超声波技术的基本原理,相比于传统技术的优缺点,存在的局限和发展前景,以及超声波技术要突破的一些技术瓶颈和将来的发展方向。由于篇幅及理论基础有限,本文避免了难以理解的公式推导和证明,只是定性地,原理性地介绍了超声波在医疗上应用的这些技术。 关键词:超声检测;手术刀;超声全息影像技术;超声碎石;超声理疗 - -I

超声波技术及其应用报告 - - II 目录 摘 要 ....................................................................................................................... I 1.1 技术应用的领域 (3) 1.2 技术应用特点及原理 (3) 1.3 国内外情况分析 (6) 1.3.1 国外情况 (7) 1.3.2 国内情况 (7) 1.4 系统组成 (7) 结论 (10) 参考文献 (11)

超声波清洗剂配方分析其主要成分和清洗原理

超声波清洗剂有哪几种,其主要成分和清洗原理 导读:本文详细介绍了超声波清洗剂的研究背景,理论基础,参考配方等,本文中的配方数据经过修改,如需更详细资料,可咨询我们的技术工程师。 超声波清洗剂广泛应用于光学行业、机械行业零部件清洗,禾川化学引进尖端配方破译技术,专业从事超声波清洗剂成分分析、配方还原、研发外包服务,为清洗剂相关企业提供一整套配方技术解决方案。 一.背景 超声波清洗技术已广泛应用于机械零部件的清洗(特别是精密零部件)、工件表面处理(如除锈、除油、磷化、钝化等)、镀前处理等领域,是清洗轴承、油泵、油嘴、液压元件、钟表零件、五金工具、汽车部件等的良好方法。随着技术的进步,超声波清洗应用正日益扩大,除机械及相关行业外,目前,已应用于电子、医疗卫生、工艺美术、医药及家庭等领域。超声波清洗的发展趋势是清洗装置的大型化,主要因为清洗物件在增大,超声电源功率在提高,一方面从原先 的数百瓦到目前的数十千瓦,甚至更高;另一方面,由多台中小功率的超声电源 组合使用代替大功率超声电源。此外,超声波清洗的另一发展趋势是超声清洗装置的自动化,超声波清洗多为多步清洗,从清洗到烘干,采用现代控制技术,实 现超声波清洗生产线的自动化。 金属清洗是一种金属表面处理工艺,其目的是去除金属表面残留的加工润滑油、防锈油、微颗粒物质如无机盐和锈垢等,以利于下一步加工、磷化等表面处理或直接装配。清洗剂一般分水基清洗剂型、溶剂型主要是氯氟烃型、半溶剂

型。清洗方式主要有超声波清洗、喷淋清洗、电解清洗、喷雾清洗、摇动清洗等,其中超声波清洗、喷淋清洗最为普遍;超声波清洗被国际公认为当前效率最高、效果最好的清洗方式,其清洗效率达到了98%以上,清洗洁净度也达到了最高级别,而传统的手工清洗和有机溶剂清洗的清洗效率仅为60%~70%,即使是气相清洗和高压水射流清洗的清洗效率也低于90%。不论工件形状多么复杂,将其放入清洗液内,只要是能接触到液体的地方,超声波的清洗作用都能达到。尤其是对于形状和结构复杂、手工及其它清洗方式不能完全有效地进行清洗的工件,具有显著的清洗效果。清洗时液体内产生的气泡非常均匀,工件的清洗效果也非常均匀一致。超声波清洗可根据不同的溶剂达到不同的效果,如:除油,除锈或磷化。配合清洗剂的使用,加速污染物的分离和溶解,可有效防止清洗液对工件的腐蚀。 超声波清洗主要用于清洗要求较高的工件,尤其是经过精密加工几何形状复杂的工件,如工件上的小孔深孔盲孔和凹槽等,能获得很好的清洗效果超声波清洗往往用于工件的最后清洗,超声波在介质中传播时产生穿透性和空化冲击波,很容易将带有复杂外形内腔和细空的零部件清洗干净,对一般的除油,防锈.磷化等工艺过程,只需2~3min即可完成,其速度比传统方法可提高几倍到几十倍,清洁度也能达到高标准,适合许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合。 禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进

超声技术在医疗方面的应用

超声技术在医疗方面的应用 超声技术在医疗方面的独特疗效已得到医学界的普遍认可,并越来越被临床重视和采用。国内外医学专家利用超声技术在治疗肢体软组织损伤、肢体慢性疼痛康复、肢体运动康复方面积取得了非常好的疗效,并把超声治疗拓展到中医科、骨科、外科、内科、儿科、肿瘤科、男科、妇产科等,在临床得以广泛应用,取得了满意的治疗效果。 机械 超声振动可引起组织细胞内物质运动,由于超声的细微按摩,使细胞浆流动、细胞震荡、旋转、摩擦、从而产生细胞按摩的作用,也称为“内按摩”这是超声波治疗所独有的特性,可以改变细胞膜的通透性,刺激细胞半透膜的弥散过程,促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血缺氧状态,改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机能等。 温热 人体组织对超声能量有比较大的吸收能力,因此当超声波在人体组织中传播过程中,其能量不断地被组织吸收而变成热量,其结果是组织的自身温度升高。即内生热。超声温热效应可增加血液循环,加速代谢,改善局部组织营养,增强酶活力。一般情况下,超声波的热作用以骨和结缔组织为显著,脂肪与血液为最少。 理化 超声的机械效应和温热效应均可促发若干物理化学变化。 a.弥散作用:超声波可以提高生物膜的通透性,对钾,钙离子的通透性发生较强的改变。从而增强生物膜弥散过程,促进物质交换,改善组织营养。 b.触变作用:超声作用下,可使凝胶转化为溶胶状态。对肌肉,肌腱的软化作用,以及对一些与组织缺水有关的病理改变。如类风湿性关节炎病变和关节、肌腱、韧带的退行性病变的治疗。 c.空化作用:空化形成,或保持稳定的单向振动,或继发膨胀以致崩溃,细胞功能改变,细胞内钙水平增高。成纤维细胞受激活,蛋白合成增加,血管通透性增加,血管形成加速,胶原张力增加。 d.聚合作用与解聚作用:水分子聚合是将多个相同或相似的分子合成一个较大的分子过程。大分子解聚,是将大分子的化学物变成小分子的过程。可使关节内增加水解酶和原酶活性增加。 e.消炎,修复细胞和分子:超声作用下,可使组织PH值向碱性方面发展。缓解炎症所伴有的局部酸中毒。超声可影响血流量,产生致炎症作用,抑制并起到抗炎作用。使白细胞移动,促进血管生成。从而达到对受损细胞组织进行清理、激活、修复的过程。 临床应用编辑 软组织损伤及慢性疼痛 广泛用于软组织损伤及慢性疼痛的治疗。超声波的穿透力强,可轻易深入到体内10-15cm。提高治疗部位细胞膜的通透性、改善血液循环、促使细胞修复过程的发生和发展;同时,人体神经和体液系统对超声能的作用具有较强的敏感性,其形成的神经反射和体液反应,具有综合调节人体的机制,特别是对陈旧性损伤有特效,超声在传播时,超声能量的方向集中,具有独特的高能量特性。主要适应症:急、慢性软组织损伤、软组织慢性疼痛、颈椎病、腰椎间盘突出症、慢性腰肌劳损、风湿类关节炎、类风湿性关节炎、慢性血肿、慢性膝盖筋腱疼痛等 肢体康复

超声波清洗的小常识

(一). 简单介绍超声波清洗的小常识 ·频率:大于20KHz,工业常用频率为:20KHz,25KHz,28KHz,40KHz。 ·清洗介质:采用超声波清洗,一般有两类清洗剂:化学溶剂、水基清洗剂等。清洗介质的化学作用,可以加速超声波清洗效果,超声波清洗是物理作用,两种作用相互结合,可以对物件进行充分、彻底的清洗。 ·功率密度:功率密度—发射功率(W)/发射面积(cm 2 ) 通常大于0.3W/CM 2 。(在一定范围内)超声波的功率密度越高,空化效果越强,速度越快,清洗效果越好。但对于精密的、表面光洁度甚高的物件,采用长时间的高功率密度清洗会对物件表面产生“空化”腐蚀。常用工业清洗超声功率密度约在0.3-1.0W/CM 2 之间。 ·超声波频率选择:超声波频率越低,在液体中产生的空化越容易,产生的力度大,作用也越强,适用于工件(粗、脏)初洗。频率高则超声波方向性强,适合于精细的物件清洗。超声波工作频率低则工作噪音较大,随着工作频率的提高,噪音明显减少。 ·清洗温度:一般来说,超声波在30°C-40°C 时的空化效果最好。清洗剂则一般是温度越高,作用越显著。通常实际应用超声波清洗时,采用40°C-60°C 的工作温度。由于超声波设备的特殊性,最好清洗时工作温度不超过80 ℃。 (二). 超清洗的配备与采购要点: 功率的选择 超声波清洗有时用小功率,花费很长时间也没有清除污垢。而如果功率达到一定数值,很快便将污垢去除。若选择功率太大,空化强度将大大增加,清洗效果是提高了,但这时较精密的零件也产生了蚀点,而且清洗机底部振动板空化严重,水点腐蚀也增大,在采用三氯乙烯等有机溶剂时,基本上没有问题,但采用水或水溶性清洗液时,易于受到水点腐蚀,如果振动板表面已受到伤痕,强功率下水底产生空化腐蚀更严重,因此要按实际使用情况选择超声功率。 频率的选择 超声清洗频率从28 kHz 到120kHz 之间,在使用水或水清洗剂时由空穴作用引起的物理清洗力显然对低频有利,一般使用28-40kHz 左右。对小间隙、狭缝、深孔的零件清洗,用高频(一般40kHz 以上)较好,甚至几百kHz 。对钟表零件清洗时,用400kHz 。若用宽带调频清洗,效果更良好。 清洗篮的使用 在清洗小零件物品时,常使用网篮,由于网眼要引起超声衰减,要特别引起注意。当频率为28khz 时使用10mm 以上的网眼为好。 清洗液温度 水清洗液最适宜的清洗温度为40-60℃,尤其在天冷时若清洗液温度低空化效应差,清洗效果也差。因此有部分清洗机在清洗缸外边绕上加热电热丝进行温度控制,当温度升高后空

超声波清洗类型及原理流程(个人整理)

清洗工程机械零件的方法 清洗工程机械零件是保养工程机械的必要方式之一。工程机械零件油污主要是由不可皂化油与灰尘、杂质等形成的。不可皂化油不能与强碱起作用,如各种矿物油、润滑油,均不能溶于水,但可溶于有机溶剂。去除此类油污有化学和电化学两种方法;常用的清洗液为有机溶剂、碱性溶液和化学清洗液等;清洗方式有人工清洗和机械清洗两种。 1.三种清洗液(1)有机溶剂。常见的有煤油、轻柴油、汽油、丙酮、酒精和三氯乙烯等。用这种溶解方式除油,可溶解各种油脂。优点是不需加热、使用简便、对金属无损伤、清洗效果好。缺点是多数为易燃物、成本高、适于精密件和不宜用热碱溶液清洗的零件,如塑料、尼龙、牛皮、毡质零件等。但需注意橡胶件不能用有机溶剂清洗。 (2)碱性溶液。碱性溶液是碱或碱性盐的水溶液,它利用乳化剂对不可皂化油的乳化作用除油,是一种应用最广的除污清洗液。 乳化作用是一种液体形成极小的细粒后,均匀分布在另一种液体中。在碱溶液中加入乳化剂形成乳化液,能降低油膜的表面张力和附着力,使油膜破碎成极小的油滴后,不再回到金属表面,以去除油污。常用的乳化剂有肥皂、水玻璃(硅酸钠)、骨胶、树胶、三乙醇胺、合成洗涤剂等。需注意的是清洗不同材料的零件应采用不同的清洗液。碱性溶液对金属有不同程度的腐蚀作用,尤其对铝的腐蚀性较强。 用碱性溶液清洗时,一般需将溶液加热到80~90℃。除油后用热水冲洗,去掉表面残留碱液,防止零件被腐蚀。 (3)化学清洗液。是一种化学合成的水基金属清洗剂配置的水溶液,金属清洗剂中以表面活性剂为主,具有很强的去污能力。另外,清洗剂中还有一些辅助剂,能提高或增加金属清洗剂的防腐、防锈、去积炭等综合性能。 原理是清洗剂配成的清洗液先湿润零件表面,然后渗入污物与零件接触界面,使污物从零件表面上脱落、分散,或溶解于清洗液中,或在零件表面形成乳化液、悬浮液,达到清洗零件的目的。 常见的配置化学清洗液的清洗剂有水基金属清洗剂、金属清洗剂、高效金属清洗剂、金属清洗剂、洗净剂、洗油剂、液态金属清洗剂。 上述清洗剂的配制方法、浓度、清洗温度和加热措施,均须严格遵守其说明书的要求。手工清洗时更应严格控制温度,可用毛刷、擦布清洗。若有严重的油污或积炭时,可用钢丝刷刷洗。清洗前应经一定的时间浸泡,满足湿润、浸透的需要。清洗可分为粗洗和精洗,清洗后的清洗液若油污不严重时可撇去上层飘浮油污,再次使用。 2.五种清洗方法(1)擦洗。将零件放入装有柴油、煤油或其他清洗液的容器中,用棉纱擦洗或用毛刷刷洗。这种方法操作简便、设备简单,但效率低,适用于单件小批小型零件。一般情况下不宜用汽油,因其有溶脂性,会损害人的健康且易造成火灾。 (2)煮洗。将配置好的溶液和被清洗的零件一起放入用钢板焊制尺寸适当的清洗池中,用池下炉灶将其加温至80~90℃,煮洗3~5min即可。 (3)喷洗。将具有一定压力和温度的清洗液喷射到零件表面以清除油污。此方法清洗效果好,生产效率高,但设备复杂,适于清洗形状不太复杂、表面有严重油垢的零件。 (4)振动清洗。将待清洗的零件放在振动清洗机的清洗篮或清洗架上,并浸没在清洗液中,通过清洗机产生振动模拟人工漂涮动作和清洗液的化学作用去除油污。 (5)超声清洗。靠清洗液的化学作用与引入清洗液中的超声波振荡共同作用,以去除油污。注意事项:应根据油污的成因及特点合理选择清洗方法,以保证零件的正常使用,避免清洗对零件造成腐蚀或损伤,防止污染环境及零件的后续污损。

超声波的原理与应用

新疆大学课程大作业 题目:超声波的原理与应用姓名:xx xx 学院:电气工程学院 专业:电气工程及其自动化班级:电气xx-x班 完成日期:2012年11月27日

超声波的原理与应用 概述: 超声波是一种机械波。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。 早在1830年,F·Savart曾用齿轮,第一次产生24000HZ的超声,1876年F·Galton用气哨产生30000Hz 的超声。1912年4月10日,泰坦尼克号触冰山沉没,引起科学界注意,希望可以探测到水下的冰山。直到第一次世界大战中,德国大量使用潜艇,击沉了协约国大量舰船,探测潜艇的任务又提到科学家的面前[1]。当时的科学家郎之万和他的朋友利用当时已出现的功率很大的放大器和石英压电晶体结合起来,能向水下发射几十千赫兹的超声波,成功的将超声波应用到实际中。 现在,超声波测试把超声波作为一种信息载体,它已在海洋探测与开发、无损检测、医学诊断等领域发挥着不可取代的独特作用。例如:在海洋应用中,超声波可以用来探测鱼群和冰山,可以用于潜艇导航或传送信息、地形地貌测绘和地质勘探等。在检测中,利用超声波检测固体材料内部缺陷、材料尺寸测量、物理参数侧量等。在医学中,可以利用超声波进行人体内部器官的组织结构扫描和血流速度的测量等。 超声波工作原理 这次做机器人用到了超声波,才开始看它的工作原理,感觉还很简单,但是调试到最后,发现了很多问题,该碰到的都碰到了。赶紧写出来分享给大家。 先把超声波的工作原理贴出来:

超声波清洗机技术要求

超声波清洗机技术要求 一、设备名称:CG-DX-6超声波清洗机 二、主要技术参数、技术要求及工艺要求 1、设备的技术参数及技术要求 1)、技术参数 1、设备外形尺寸:L5160×W1150×H1750mm; 2、超声波清洗功率:1000W×4块(上下各2块);超声波频率:40KHZ; 超声波漂洗1、2功率:1000W×2块;超声波频率:40KHZ; 3、储液槽1:L:1200×W750×H500mm, 加热功率:2KW×6根(U型,L=500mm); 循环泵1:QLY2-16 0.75KW,流量:2T,扬程:16米,液下高度:L=400mm; 4、储液槽2、3:L:800×W750×H500mm; 加热功率:2KW×6根(U型,L=500mm) 循环泵2、3:QLY2-16 0.75KW,流量:2T,扬程:16米,液下高度:L=400mm; 5、吹液、吹干风泵:XGB-9 1.5KW×1台、3KW×1台;风泵吸风口配空气过滤器; 6、设备总功率:24KW(含加热功率:12KW); 2)、技术要求 1、清洗范围:满足高速铝线漆包机6个头清洗要求,高速铝线漆包机DV值 100-140,铝线线径Φ0.3-0.8mm; 2、清洁度:铝线表面无油污、油泥、无铝屑; 3、设备操作方向为:面对设备左进右出; 4、整套设备无清洗介质的跑、冒、滴、漏现象;

5、机体材料、外观、结构形式按供双方确认的技术协议制造; 6、机械电气操作及维护均应保证其安全、可靠、方便、快捷; 7、喷漆颜色:与铝线漆包机颜色相同; 8、配备漆包铝线超声波清洗机与高速铝线漆包机铝线走线的所有转向导轮, 买方提供连接到控制柜电缆,卖方提供电缆型号幷连接。 2.工艺技术要求: 2-1

超声波电机的原理与应用

超声波电机的原理与应用 周传运 超声波电机(Ultrasonic Motor ,USM )是国外近20年发展起来的一种新型电机。事实上,在超声波电机问世之前,已有以压电效应驱动的电机,但其频率并不局限于超声波范围。早在1948年,威廉和布朗就申请了“压电马达”的美国专利;1964年,前苏联基辅理工学院设计了第一个压电旋转电机;1970~1972年,西门子公司和松下公司发明了压电步进电机,不过因无法达到较大的输出转矩而没能实际应用。1980年,日本的指田年生研制成超声波压电电动机(即现代意义上的超声波电动机),克服了传统压电电动机转换效率低和变位微小的缺陷,使压电电动机进入工业实用阶段。 一、超声波电机的原理和结构超声波电机的原理 超声波电机利用压电材料的逆压电效应①产生超声波振动,把电能转换为弹性体的超声波振动,并把这种振动通过摩擦传动的方式驱使运动体回转或直线运动。磁极和绕组,它一般由振动体②和移动体③组成,为了减少振动体和移动体之间相对运动产生的磨损,通常在二者间加一层摩擦材料。当在振动体的压电陶瓷(PZT )上施加20KHz 以上超声波频率的交流电压时,赫的超声波振动,使振动体表面起驱动作用的质点形成一定运动轨迹的超声波频率的微观振动(振幅一般为数微米),如椭圆、李萨如轨迹等,该微观振动通过振动体和移动体之间的摩擦作用使移动体沿某一方向做连续宏观运动。因此,超声波电机是将弹性材料的微观形变通过共振放大和摩擦耦合转换成转子或滑块的宏观运动。根据这一思想,日、德等国近几年相继研发出多种超声波电机,如环形行波USM 、步进USM 、多自由度USM 等,且行波型USM 已有较成熟的设计。下面以行波型USM 的 旋转说明其工作原理。 行波型USM 要旋转,需具备两个条件:与转子相接触的定子表面质点须做椭圆运动,定子、转子之间的接触面须有摩擦力。图1中的弹性体为定子,其上部为转子,定子、转子间夹一层摩擦材料。摩擦材料一般粘接在转子表面上。利用电能激励压电陶 瓷复合振子,使之产生超声振动,并在弹性体内产生 行波。当电信号频率调整到与定子(弹性体)的机械共振频率一致时,定子的振动幅度最大,并形成行波。在行波的弯曲传播过程中,定子表面的质点就会形成椭圆振动轨迹。当无数个这样的粒子都以同相位振动时,就会在定子表面形成力矩,力矩方向与行波传播方向相反。该力矩依靠定子、转子间的摩擦力驱动转子运动。转子的运动速度由定子表面质点的振幅和频率决定,振幅大则速度快;另外,加大定子、转子间压力,增加其间的摩擦力,也会增大转子受到的力矩。 图1 定子表面质点的椭圆运动轨迹 环形行波型超声波电机的结构 图2为环形行波型USM 的结构示意图。主要部件为定子和转子。定子由弹性环、压电陶瓷环和粘接在其上的带有凸齿的弹性金属环组成,弹性环由不锈钢、硬铝或铜等金属制成。凸齿的作用是放大定子表面振动的振幅,使转子获得较大的输出能量。压电陶瓷环采用的是施加交变电压后能够产生机械谐振位移的“硬性”压电陶瓷材料,其质量好坏直接影响电机性能。粘接剂多用高温固化的环氧树脂胶。 图2 环形行波型USM 的结构示意图 转子由转动环和摩擦材料构成。转动环一般用 不锈钢、硬铝或塑料等制成。摩擦材料必须牢固地粘接在转子的接触表面,从而增加定子、转子间的摩 ? 63?现代物理知识

电磁超声波快速检测技术及应用

电磁超声波快速检测技术及应用 【摘要】本文主要对电磁超声波检测技术特点、电磁超声技术原理、电磁超声技术原理、电磁超声波探伤装置和可使用的波型进行了论述。 【关键词】电磁超声波;检测技术;特点;原理 1、前言 常规的压电式超声波无损检测技术已经广泛应用于各个领域。由于它是一种接触性检测技术,要求受检工件表面具有较高的光洁度(一般要求粗糙度 Ra12.5―Ra6.3μm之间)。探头和工件之间要加耦合器剂,并对探头施加一定的压力。以上特点造成检测成本高、工作量大、劳动强度高、时间长,难于实现大围、普查性质的检查,只能是一种点或区域性质的抽查方法。因此发展一种克服常规超声检测技术不足之处的检测技术具有实际意义。电磁超声检测技术,是一种依靠电磁感应和电磁致伸缩原理在工件中产生和接收超声波的方法,因此电磁超声探头不需要接触工件,也可在工件中产生超声波。电磁超声检测技术是一种非接触性检测技术,它不要求对工件表面进行处理。是一种快速、方便、有效的检测技术,可容易

的实现大围、普查性质的检查,检测成本低、劳动强度小。电磁超声检测技术早已被人们研究掌握,由于当时的科学技术发展水平限制了它的发展和应用。80年代以来,随着科学技术的不断发展,电磁超声检测水平得到了极大的发展和提高,可以实际应用于许多种类工件的缺陷检测。近几年,电磁超声检测技术已成功应用于火力发电厂水冷壁管的壁厚测量和缺陷检测,以及电站高、低压加热器钢管和凝汽器管的缺陷检测,电磁超声检测技术的优势,将使其愈来愈多的应用于热力设备的检测当中。 2、电磁超声技术原理 在铁磁性金属材料当中,电磁超声波的激发机制有三种:一是罗仑兹力;二是磁致伸缩力;三是电磁力。第三种电磁力机制产生超声波的作用可以不考虑。 3、电磁超声波探伤装置和可使用的波型 电磁超声波探伤装置主要由电磁超声换能器和探伤仪两部分组成。探伤仪主要由高频脉冲源?D?D用于对探头的发射/接收线圈激磁;直流电源?D?D用于对探头的直流线圈激磁;显示器?D?D显示放大器传送来的工件中回波情况的信号;同步电路?D?D产生周期性的同步信号,使仪器各部分协调有序的工作。 电磁超声探伤仪的工作原理和组成结构与常规超

超声波清洗机使用说明书

超声波清洗机说明书 目录 一、概述 二、技术参数 三、使用环境 四、使用方法 五、注意事项 六、售后服务 七、出厂配置

一、概述 1、清洗原理 超声波清洗机是由超声波信号发生器(电源)产生的高频振荡信号通过换能器(振子)转化成高频机械振荡并传播到液体中,超声波在液体中疏密相间地向前辐射并产生数以万计的微小气泡,这些气泡在传播过程中的负压区形成、生长,而在正压区迅速闭合,在这种被称之为“空化效应”的过程中,气泡闭合可形成上千个大气压的瞬时高压,连续不断的产生的高压就像无数小“爆炸”不断冲击物体表面,使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到清洗目的。

数控系列超声波清洗机采用LED人机交互界面,数字显示,友好清晰,直观方便。该机性能稳定、可靠,深受广大用户的喜爱。 2、用途 TH系列超声波清洗机是采用成熟的电路设计、优质进口元器件和先进的加工工艺制造而成的新一代功率超声清洗设备,工作可靠,效率高,输出功率稳定。广泛应用于制药企业玻璃瓶、胶塞、各种滤芯滤网的清洗;金属非金属结构件电镀前的处理;电子、光学、仪表等精密部件的清洗;饰品、贵金属、稀有金属的清洗;微粉分级处理及过滤筛的清洗;化纤喷丝头、喷丝板的清洗;汽修行业发动机、油

泵油嘴、化油器的清洗;生物化验室中的提取、除气及医疗器械的清洗等诸多领域。 3、性能特点 (1)清洗效率高,能批量处理被清洗物。(2)清洗效果好,不损坏被清洗件,被清洗件清洁度整体一致。 (3)操作工人不接触清洗液,安全可靠,省时省力。 (4)特别适用于清洗几何形状复杂的工件,无孔不入,无微不致。 二、技术参数 1、超声功率:300 W(数显,40%-100%功率可调)

超声波在技术上的应用

超声波在技术上的应用 今天的物理学家和技术专家已经有方法可以创造振动频率比刚才说过的高得多的“听不见的声音”,超声波的振动频率可以高到每秒钟10亿次。 产生超声波的一种方法是利用石英片的一种性能,石英片是用一定的方法从石英晶体上切下来的,在压缩的情况下,它的表面会起电。 如果反过来,在这种石英片的表面上周期地使它带电,那末这表面就会在电荷的作用下,交替着一伸一缩,也就是起了振动:使我们得到超声波振动。使石英片带电,得用无线电技术里所用的电子管振荡器,振荡器的频率可以挑选同石英片“固有”振动周期相合的。 超声波虽然不能被我们听见,但是它们却能用别的极明显的方式来显示出它们的作用。例如,如果把振动着的石英片浸在油缸里,那末,在受到超声波作用的那一部分液体的表面上,就会激起高达10厘米的波峰,同时还有小油滴飞溅到40厘米高。把一根长1米的玻璃管的一头浸在这油缸里,并且用手抓住玻璃管的另一头,你的手就会感到非常烫,烫得你的皮肤上会留下伤痕。让这玻璃管的一端跟木料接触,会把木料烧穿一个洞,超声波的能量变成了热能。 现在各国的研究家都在仔细地研究着超声波。这种振动对于生物能够起强烈的作用:遇到它们,海草的纤维会裂开,动

物的细胞会破碎,血球会破坏,小鱼和蛙类会在一二分钟里面被杀死。 用超声波做实验的时候,动物的体温会提高,譬如老鼠的体温会提高到45摄氏度。以后超声波还一定会在医药方面起相当重要的作用;听不见的超声波会同看不见的紫外线一起,帮助医师治病。 特别有成就的是在冶金术方面,人们利用超声波来探察金属内部是不是均匀,有没有气泡、裂缝等缺点。利用超声波来“透视”金属的方法,就是把被检查的金属浸在油里,然后使它受到超声波的作用。这时候金属里不均匀的区域就会把超声波漫射开,投射出一种好像是“声音的阴影”来。结果,在那均匀的油面上就会出现金属的不均匀部分的轮廓,这轮廓非常明显,甚至可以照下相来用超声波可以“透视”厚到1米以上的金属,这是用爱克斯射线来透视所完全做不到的。超声波在这时候可以发现极小的。小到1毫米的不均匀的部分。毫无疑问,超声波是有非常远大的前途的。

超声波清洗技术及其研究进展

超声波清洗技术及其研究进展 发表时间:2019-02-18T17:13:32.177Z 来源:《科技新时代》2018年12期作者:肖倩琪 [导读] 超声波清洗是利用超声波进行清洗的技术,其在工业和科技中的应用已有几十年的历史,超声波广泛应用于各个领域。 株洲市一中湖南株洲 412000 摘要:本文综述了超声波清洗技术的研究进展,重点分析了超声波清洗的基本理论和影响因素。超声波清洗技术在工业和生活方面有许多优缺点,比如清洁度高,效率高,自动化等,但是超声波空化清洗在工业上会产生腐蚀而导致金属的损害。超声波清洗技术给生活以及工业带来了诸多帮助,比如现代的全自动超声波洗衣机对物品的清洁度达到最高,且可连续自动性操作等,虽超声波清洗技术有缺点但在未来这一问题终将解决。 关键词:超声波、空气现象、换能器 1、引言 超声波清洗是利用超声波进行清洗的技术,其在工业和科技中的应用已有几十年的历史,超声波广泛应用于各个领域。[1,2]人们通过对其研究不断改善,不断深化,出现了重要的现象---超声波的空气现象以及相关应用最为重要的部件---换能器。随着时代的发展,超声波清洗技术的特点更加显著,人们在工业、医学、生活中广泛应用。在工业中,探伤(大型零部件结构的探伤),焊接(主要应用于塑料件)等应用,并有相关的环境保护。在医学上,超声波清洗技术可以应用在手术中,提高手术的效率。本文主要综述超声波清洗技术的基本理论,影响因素,并介绍了超声波清洗技术的应用研究。 超声波是频率高于20 kHz的声波,已超出人类听觉频率范围,其性能更有优势,如方向性好、功率大、穿透力强。超声波在清洗过程中可以是气泡破裂,从而产生很大的能量来改变材料状态或性能。超声波基本原理是在清洗液气泡破裂产生波能破坏不溶性的污物,使污物脱落到溶液中,其频繁的震动可加速搅拌、扩散,使可溶性物质加速溶解,进一步达到清洗的作用。 研究表明,在超声波清洗技术中,空化作用是最重要的作用。超声空化是指存在于液体中的微小气泡(空化核)在超声场的作用下振动、生长并不断聚集声场能量,当能量达到某个阈值时,空化气泡急剧崩溃闭合的过程。空化气泡的寿命约0.1 μs,它在急剧崩溃时可释放出巨大的能量,并产生速度约为110 m/s、有强大冲击力的微射流,使碰撞密度高达1.5 kg/cm2。对于超声波空化来说:当超声波能量足够高时,就会产生超声波空化现象。即指存在于液体中的微气核空化泡在超声波的作用下振动生长并不断聚集产生能量,当能量达到某个阈值时,空化气泡急剧崩溃的动力学过程。空化是超声波清洗技术的最基本的清洁效应。 图1空化气泡形成示意图[2] 图1是空化气泡的形成,长大(生长)和剧烈崩溃的三个阶段,在气泡被压缩直至崩溃的一瞬间会产生巨大的瞬时压力,一般可高达十几兆帕至上百兆帕,这种瞬时压力可使在液体中固体表面受到急剧的破坏,可用于化学领域中,加速反应物和产物的扩散,更进一步清洗,从而达到超声波清洗的效能。 近几年超声波的应用越来越广泛,超声波清洗技术用于工业和生活上,其清洗过程包含力学,热学,化学等效应。在工业上,超声波清洗技术有很多有益之处:第一、利用空化产生的激波打击作用或气泡局部高温作用,进行超声波清洗利用声波复杂构造异形的孔道,借助超声波空化能对放在洗涤剂中的机件微型机件清洗。第二、利用空化对药剂生产过程进行乳化,在工业上制备油-水之类混合溶液的乳剂。最后,进行超声焊接(破坏金属表面氧层,促金属焊接)。除此之外,超声波的空化作用还用于生活中,如超声波利用高频率的震动所造的用于清洗镜片等的机械。虽超声波清洗技术的应用面很广泛,但是深层面的超声波清洗技术依然有代研究,如今人们依旧不断地研究深层面的超声波清洗技术。 2.超声波清洗技术的影响因素 目前,有关超声波清洗技术的研究已经有很多,人们对于超声波清洗的影响研究也很广泛。[3] 以SB-3200DTN超声波清洗机为例,其性能特点: ■数显设定超声清洗时间 ■工作时间倒计时显示 ■实时显示清洗槽内实际温度 ■室温-80℃的温度设定范围 ■1-99分钟总工作时间设定 主要技术参数: 内槽尺寸:300 155 150mm 容量:6L 工作频率:40KHz 超声功率:180W 加热功率:400W 温度可调:室温-80℃ 由超声波清洗机的技术参数可知,超声波清洗技术影响因素有清洗介质,清洗频率,清洗温度,功率密度等,其中将分析清洗介质,清洗频率和清洗温度来综述超声波的影响因素。 1、清洗介质:在超声波清洗中,一般有两种清洗剂:一为化学溶剂,二为水基清洗剂。化学溶剂一般用于化学中,如加速反应物与产物的扩散,而水基清洗剂可用于生活中,如全自动超声波清洗机会用到。清洗介质的化学作用可以加速超声波清洗效果,超声波清洗是物理作用,两种作用相结合,依对物件进行充分彻底的清洗。由此发现清洗介质对超声波有很大影响,若使用清洗介质将会提高超声波的清洗效率。在超声波清洗机中,只要确保清洗机内部工件接触到清洗液清洗死角的功效,且保证了工业上的环保。 2、清洗频率:频率高则超声波方向性强,适合于精细的物件清洗。在超声波空化现象中,若超声波频率越低,在液体中产生空化越容

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