超声波及其应用实验报告_超声波及其应用实验报告总结

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实验报告

超声波及其应用实验报告_超声波及其应用实验报告总结

实验题目: 声速的测量

实验目的:了解超声波的产生,发射和接收的方法,用干涉法和相位法测声速.

实验内容

1 测量实验开始时室温.

2 驻波法

(1) 将超声声速测定仪的两个压电陶瓷换能器靠在一起,检查两表面是否水平.如果不水平将其调平.

(2)将函数信号发生器接超声声速测定仪的发射端,示波器接接收端.函数信号发生器选择正弦波,输出频率在300HZ左右,电压在10-20V.

(3)通过示波器观察讯号幅度,调整移动尺改变测定仪两端的距离找到使讯号极大的位置,在极大值附近应该使用微调,即固定移动尺螺丝,使用微调螺母调整.

(4)从该极大位置开始,朝一个方向移动移动尺,依次记下每次讯号幅度极大(波腹)时游标的读数,共12个值.

3 相位法

(1) 将超声声速测定仪的两个压电陶瓷换能器靠在一起,检查两表面是否水平.如果不水平将其调平.

(2) 将函数信号发生器接超声声速测定仪的发射端,示波器的CH1接在接收端,CH2接在发射端.选择CH1,CH2的X-Y叠加.函数信号发生器选择正弦波,输出频率在300HZ左右,电压在10-20V.

(3) 通过示波器观察李萨如图形,调整移动尺改变测定仪两端的距离找到使图形为一条斜率为正的直线的位置.

(4)从该位置开始,朝一个方向移动移动尺,依次记下每次图形是斜率为正的直线时游标的读数,共10个值.

4 测量实验结束时室温,与开始时室温取平均值作为温度t.收拾仪器,整理实验台.

5 对上面两组数据,分别用逐计算出l,然后算出声速v,并计算不确定度.与通过t计算出的理论值计算相对误.

数据处理

1 理论计算

实验开始时温度23.0℃,实验结束时温度21.8℃,所以认为实验时温度t=22.4℃.

根据理论值计算

2 驻波法

游标读数

(mm)

95.42

100.50

105.70

110.66

115.88

120.90

126.16

131.34

136.20

141.44

146.52

151.60

逐=3(mm)

30.74

30.84

30.50

30.78

30.64

30.70

相邻游标相减的2倍=i(mm)

10.16

10.40

9.88

10.44

10.04

10.52

10.36

9.72

10.48

10.16

10.16

标准

的A类不确定度

查表得:当n=11,P=0.95时,=2.26.

因为是用类似游标卡尺的仪器测量的,所以B类不确定

查表得,当P=0.95时,=1.96.

所以的不确定度

选取声波输出频率为34.3KHz,已知不确定度.

声速

对,有不确定度传递公式:

空气中的声速v=(350.99±1.20)m/s (P=0.95)

相对误=

3 相位法

游标读数

(mm)

110.80

121.04

131.14

141.36

151.58

161.72

171.88

182.02

192.10

202.26

逐=5(mm)

50.92

50.84

50.88

50.74

50.68

相邻游标相减=i(mm)

10.24

10.10

10.22

10.22

10.14

10.16

10.14

10.08

10.16

标准

的A类不确定度

查表得:当n=9,P=0.95时,=2.26.

因为是用类似游标卡尺的仪器测量的,所以B类不确定度

查表得,当P=0.95时,=1.96.

所以的不确定度

选取声波输出频率为34.3KHz,已知不确定度

声速

对,有不确定度传递公式:

空气中的声速v=(348.57±1.09)m/s (P=0.95)

相对误=

误分析:

1 仪器本身的系统误和由于老化引起的误.

2 室温在实验过程中是不断变化的.

3 无论是驻波法中在示波器上找极大值,还是相位法在示波器上找斜率为正的直线,都是测量者主观的感觉,没有测量.

思考题

1 固定两换能器的距离改变频率,以求声速,是否可行

答:不可行.因为在声速一定时,频率改变了,波长也会随之改变.所以无法同时测量出频率和波长,也就无法求出声速.

不对

超声波清洗机的清洗剂实验报告，效果，总结，怎么写？

清洗效果好，清洁度高且全部工件清洁度一致。

清洗速度快，提高生产效率，不须人手接触清洗液，安全可靠。

对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净。

对工件表面无损伤，节省溶剂、热能、工作场地和人工。

超声波清洗方式超过一般以的常规清洗方法，特别是工件的表面比较复杂，象一些表面凹凸不平，有盲孔的机械零部件，一些特别小而对清洁度有较高要求的产品如：钟表和精密机械的零件，电子元器件，电路板组件等，使用超声波清洗都能达到很理想的效果。超声清洗的原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质—清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相同的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡。

这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合。在这种被称为“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成超过1000大气压的瞬间高压，连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面，使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面净化的目的。

超声波清洗的作用机理主要有以下几个方面：因空化泡破灭时产生强大的冲击波，污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来、分散、乳化、脱落。因为空化现象产生的气泡，由冲击形成的污垢层与表层间的间隙和空隙渗透，由于这种小气泡和声压同步膨胀，收缩，象剥皮一样的物理力反复作用于污垢层，污垢层一层层被剥离，气泡继续向里渗透，直到污垢层被完全剥离。这是空化二次效应。超声波清洗中清洗液超声振动对污垢的冲击。超声加速化学清洗剂（RT-808超声波清洗剂）对污垢的溶解过程，化学力与物理力相结合，加速清洗过程。

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《超声波探伤》实验指导书 实验一 超声波探伤仪的使用和性能测试实验二 纵波实用AVG曲线的测试与锻件探伤实验三 钢板探伤实验四 表面声能损失测定实验五 工件材质衰减系数的测定实验六 横波距离—波幅曲线的制作与焊缝探伤 请问你要哪一个？

超声波的特点及应用

一、超声波的特性 1.超声波的束射特性 由于超声波的波长短，超声波射线可以和光线一样，能够反射、折射，也能聚焦，而且．遵守几何光学上的定律。即超声波射线从一种物质表面反射时，入射角等于反射角，当射线透过一种物质进入另一种密度不同的物质时就会产生折射，也就是要改变它的传插方向，两种物质的密度别愈大，则折射也愈大。 2.超声波的吸收特性 声波在各种物质中传播时，随着传播距离的增加，强度会渐进减弱，这是因为物质要吸收掉它的能量。对于同一物质，声波的频率越高，吸收越强。对于一个频率一定的声波，在气体中传播时吸收历害，在液体中传播时吸收比较弱，在固体中传播时吸收小。 3.超声波的能量传递特性 超声波所以往各个工业部门中有广泛的应用，主要之点 还在于比声波具有强大得多的功率。为什么有强大的功率呢?因为当声波到达某一物资中时，由于声波的作用使物质中的分子也跟着振动，振动的频率和声波频率―样，分子振动的频率决定了分子振动的速度。频率愈高速度愈大。物资分子由于振动所获得的能量除了与分子的质量有关外，是由分子的振动速度的平方决定的,所以如果声波的频率愈高，也就是物质分子愈能得到更高的能量、超声波的频率比声波可以高很多，所以它可以使物资分子获得很大的能量；换句话说，超声波本身可以供给物质足够大的功率。 4.超声波的声压特性 当声波通入某物体时,由于声波振动使物质分子产生压缩和稀疏的作用，将使物质所受的压力产生变化。由于声波振动引起附加压力现象叫声压作用。 由于超声波所具有的能量很大，就有可能使物质分子产生显诸的声压作用、例如当水中通过一般强度的超声波时，产生的附加压力可以达到好几个大气压力。液体中存起着如此巨大的声压作用，就 会引起值得注意的现象。当超声波振动使液体分子压缩时，好象分子受到来直四面八方的压力；当超声波振动使液体分子稀疏时，好象受到向外散开的拉力。 对于液体，它们比较受得住附加压力的作用，所以在受到压缩力的时候；不大会产生反常情形。但是在拉力的作用下，液体就会支持不了,在拉力集中的 地方，液体就会断裂开来，这种断裂作用特别容易发生在液体中存在杂质或气泡的地方，因为这些地方液体的强度特别 低，也就特别经受不起几倍于大气压力的拉力作用。由于发生断裂的结果，液体中会产生许多气泡状的小空腔，这种空泡存在的时间很短，一瞬时就会闭合起来。空腔闭合的时候会 产生很大的瞬时压力，一般可以达到几千甚至几万个大气压力。液体在这种强大的瞬时压力作用下，温度会骤然增高。 断裂作用所引起的互大瞬时压力，可以使浮悬在液体中 的固体表面受到急剧破坏。我们常称之为空化现象。 二、超声波的应用具有以下的特点： 1.超声波具有较好的指向性――频率越高，指向性越强。这在诸如探伤和水下声通讯等应用场合是主要的考虑因素。 2.超声波的频率高时，相应地波长将变短，因而波长可与传播超声波的试样材料的尺寸相比拟，甚至波长可远小于试样材料的尺寸．这在厚度尺寸很小的测量应用中以及在高分辨率的探伤应用中是非常重要的。 3.超声波用起来很安静，人们听不到它。这一点在高强度工作场合尤为重要。这些高强度的工作用可闻频率的声波来完成时往往更有效，然而遗憾的是，可闻声波工作时所产生的噪声令人难以忍受，有时甚至是对人体有害的。

超声波声速的测定实验结果

超声波声速的测定实验结果是发声距离93m。

实验原理：

1、声波的传播速度v与声波频率和波长之间的关系为。所以只要测出声波的频率和波长，就可以求出声速。

2、其中声波频率可由产生声波的电信号发生器的振荡频率读出，波长则可用共振法和相位比较法进行测量。时法可通过测量某一定间隔距离声音传播的时间来测量声波的传播速度。

3、本实验采用压电陶瓷换能器来实现声压和电压之间的转换。它主要由压电陶瓷环片、轻金属铅（做成喇叭形状，增加辐射面积）和重金属（如铁）组成。

4、压电陶瓷片由多晶体结构的压电材料锆钛酸铅制成。在压电陶瓷片的两个底面加上正弦交变电压，它就会按正弦规律发生纵向伸缩，从而发出超声波。

实验内容：

1、将测试方法设置到连续方式，按下CH1开关，调节示波器，能清楚地观察到同步的正弦波信号。

2、调节专用信号源上的“发射强度”旋钮，使其输出电压在20VP-P左右，然后将换能器测试仪接线盒上的接收端接至示波器，将两声能转换探头靠近，按下CH2开关，调整信号频率，观察接收波的电压幅度变化，在某一频率点处电压幅度，此频率即是压电换能器S1、S2相匹配的频率点。

3、改变S1、S2的距离，使示波器的正弦波振幅，再次调节正弦信号频率，直至示波器显示的正弦波振幅达到值。记录此频率f。

超声波的应用

超声波的应用：

超声检验：超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。

超声处理：利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等，在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。

超声波清洗：清洗的超声波应用原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质，从而达到清洗件表面净化的目的。

超声波加湿器：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。

基础研究：超声波作用于介质后，在介质中产生声弛豫过程，声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程，并在宏观上表现出对声波的吸收（见声波）。通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构，这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。研究超声波的产生、传播 、接收，以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。

超声除螨：科研人员发现，螨虫的听觉神经系统很脆弱，对特定频率的超声非常敏感，针对螨虫的这种生理特性，已有科技公司的研究人员开发出了超声波除螨仪。

超声除油：将黏附有油污的制件放在除油液中，并使除油过程处于一定频率的超声波场作用下的除油过程，称为超声波除油。

医学超声波检查：医学超声波检查的工作原理与声纳有一定的相似性，即将超声波发射到人体内，当它在体内遇到界面时会发生反射及折射，并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的，因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同，医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线，或影象的特征来辨别它们。

工业自动化控制：利用声波反射、衍射、多普勒效应，制造超声波物位计、超声波液位计、超声波流量计等。

超声波对化妆品的分散：为了更进一步提取物精华和粒子微细化，并节约生产成本，达到分散、乳化效果，使化妆品更深入渗透到肌肤里层，让肌肤很好的吸收，发挥物的效力和作用，采用超声波乳化可达到非常理想的效果。

超声波对酒的醇化—催陈技术：酒的主要控制因素是化学变化即酸的形成，并进一步酯化，酯参与乙醇和水的缔合。刚出厂的酒含有戍醇，有辛辣味，这种气味要经过很长时间才能化解，这个缓慢变化称酒的醇化。用功率1.6KW，频率17.5-22KHZ的超声波处理5-10min，可使酒的老熟时间缩短1/3到1/2。

扩展资料：

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，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。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。

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(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。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1兆赫兹-30兆赫兹。

2014年1月，弗吉尼亚理工大学加里兰研究所的科学家的一项新发现表明，将超声波直接作用于脑部特定区域，能增强人们对触觉的分辨能力。这项发现次证明了低强度、经颅聚焦超声波能调节人类脑活动，提高觉察能力。相关论文在线发表于《自然·神经科学》上。

参考资料：百度百科《超声波》