超聲波的概念
從物理學的角度來看，聲波屬于聲音的類别，是機械波中(zhōng)的一種，人類能聽見的聲波，頻率範圍為16Hz至20KHz。若聲波的頻率低于16Hz時就叫做次聲波，如(rú)果高于20KHz，我們則稱為超聲波聲波。超聲波因為其最低頻率大約等于人的最高聽覺頻率而得名。超聲波方向性能好，穿透能力強，易于獲得較集中(zhōng)的聲能，在水中(zhōng)傳播距離(lí)遠(yuǎn)，可(kě)用于測量距離(lí)和(hé)速度、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。聲波按原理劃分，可(kě)以分為檢測超聲和(hé)功率超聲。在醫學、軍事、工農業(yè)上有很多的應用，聲波是物體作機械振動(dòng)，傳播能量的一種形式，所謂振動(dòng)是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動(dòng)。比如(rú)，鼓面經敲擊後，鼓面上下(xià)振動(dòng)，振動(dòng)狀态通(tōng)過空氣，液體或者固體向周圍傳播，就産生聲波。高于20KHZ頻率的聲波，人類是聽不見的，人們把其叫做超聲。超聲和(hé)可(kě)聽見聲其實是是一緻的，它們的主要特點都是一種機械振動(dòng)，是能量的傳播形式。不同點是超聲頻率高，波長短(duǎn)，在一定範圍内，直線傳播具有優良的束射性和(hé)方向性，目前腹部超聲成象所用的頻率範圍在2MHZ到5MHz之間，最常用的為3NHZ到3.5MHz(質點每秒振動(dòng)1次為1Hz，1MHz=10^6Hz,即每秒振動(dòng)達100萬次)
超聲波的特性
1、超聲波在液體中(zhōng)傳播時，在界面上能産生強烈的沖擊和(hé)空化現象。
2、超聲波可(kě)以在氣體、液體、固體、固熔體等介質中(zhōng)有效傳播。
3、超聲波會産生反射、幹涉、疊加和(hé)共振現象。
4、聲波可(kě)傳播較強的能量。
超聲波效應的利用
超聲檢驗
超聲波頻率高波長短(duǎn)，具有較好的方向性，能穿透不透明物質，超聲波探傷、測厚、測距、遙控和(hé)超聲成像技術(shù)就是利用這一特性而做成。超聲成像是利用超聲波呈現不透明物内部形象的技術(shù) 。把從換能器(qì)發出的超聲波經聲透鏡聚焦在不透明試樣上，從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息(如(rú)對聲波的反射、吸收和(hé)散射的能力)，經聲透鏡彙聚在壓電接收器(qì)上，所得電信号輸入放大器(qì)，利用掃描系統可(kě)把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術(shù)已在醫療檢查方面獲得普遍應用，在微電子(zǐ)器(qì)件制造業(yè)中(zhōng)用來對大規模集成電路(lù)進行檢查，在材料科學中(zhōng)用來顯示合金中(zhōng)不同組分的區域和(hé)晶粒間界等。聲全息術(shù)是利用超聲波的幹涉原理記錄和(hé)重現不透明物的立體圖像的聲成像技術(shù)，其原理與光波的全息術(shù)基本相同，隻是記錄手段不同而已(見全息術(shù))。用同一超聲信号源激勵兩個(gè)放置在液體中(zhōng)的換能器(qì)，它們分别發射兩束相幹的超聲波：一束透過被研究的物體後成為物波，另一束作為參考波。物波和(hé)參考波在液面上相幹疊加形成聲全息圖，用激光束照射聲全息圖，利用激光在聲全息圖上反射時産生的衍射效應而獲得物的重現像，通(tōng)常用攝像機和(hé)電視機作實時觀察。
超聲處理
利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和(hé)化學效應，可(kě)進行超聲焊接、鑽孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和(hé)進行生物學研究等，在工礦業(yè)、農業(yè)、醫療等各個(gè)部門獲得了廣泛應用。
超聲流量流速傳感器(qì)中(zhōng)的應用
超聲波傳感器(qì)利用超聲波檢測技術(shù)，将檢測到的超聲波轉化為電信号的傳感器(qì)，一般分為兩類：
第一類是利用流速的變化的時間差法，頻率差法，相位差法，其基本原理都是通(tōng)過檢測超聲波在順逆流的液體中(zhōng)的傳播時差來反映流速所以又稱之為傳播速度差法。時差法和(hé)頻差法消除了溫度對檢測的影響，測量精度高，廣泛被使用;
第二類是利用超聲波随流速而發生偏移，而反映的流速，稱之為多普勒超聲波流速法。向明渠的液體中(zhōng)發射超聲波，超聲波在流動(dòng)的液體中(zhōng)載上流速，再用接收探頭也就是換能器(qì)将信息傳送到微處理器(qì)上進行數據處理，最後得到流速。
超聲波傳感器(qì)是非接觸測量儀器(qì)，不阻礙液體的流動(dòng)，具有很高的測量精度。
