超聲波是頻率高于20000Hz的聲波，它方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。

超聲波的特點

超聲波在傳播時，方向性強，能量易于集中。

超聲波能在各種不同媒質(zhì)中傳播，且可傳播足夠遠的距離。

超聲波與傳聲媒質(zhì)的相互作用適中，易于攜帶有關(guān)傳聲媒質(zhì)狀態(tài)的信息診斷或?qū)髀暶劫|(zhì)產(chǎn)生效。

超聲波的主要參數(shù)

頻率：F≥20kHz（在實際應(yīng)用中因為效果相似，通常把F≥15kHZ的聲波也稱為超聲波）。

功率密度：p=發(fā)射功率（W）/發(fā)射面積（cm2）；通常p≥0.3W/cm2。

超聲波的空化現(xiàn)象

超聲波振動在液體中傳播的音波壓強達到一個大氣壓時，其功率密度為0.35W/cm2，這時超聲波的音波壓強峰值就可達到真空或負壓，但實際上無負壓存在，因此在液體中產(chǎn)生一個很大的壓力，將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超聲波壓強反向達到最大時破裂，由于破裂而產(chǎn)生的強烈沖擊將物體表面的污垢撞擊下來。這種由無數(shù)細小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化”現(xiàn)象。

超聲波發(fā)展史——國際國內(nèi)

自19世紀末到20世紀初，在物理學上發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)與反壓電效應(yīng)之后，人們解決了利用電子學技術(shù)產(chǎn)生超聲波的辦法，從此迅速揭開了發(fā)展與推廣超聲技術(shù)的歷史篇章。

1922年，德國出現(xiàn)了首例超聲波治療的發(fā)明專利。

1939年，發(fā)表了有關(guān)超聲波治療取得臨床效果的文獻報道。

1949年，召開的第一次國際醫(yī)學超聲波學術(shù)會議上，超聲治療方面的論文交流，為超聲治療學的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1956年，第二屆國際超聲醫(yī)學學術(shù)會議上已有許多論文發(fā)表，超聲治療進入了實用成熟階段。

國內(nèi)在超聲治療領(lǐng)域起步稍晚，于20世紀50年代初有少數(shù)醫(yī)院開展超聲治療工作，從1950年首先在北京開始用800kHz頻率的超聲治療機治療多種疾病，至50年代開始逐步推廣，并有了國產(chǎn)儀器。公開的文獻報道始見于1957年。到了70年代有了各型國產(chǎn)超聲治療儀，超聲療法普及到全國各大型醫(yī)院。

20世紀80年代初出現(xiàn)的超聲體外機械波碎石術(shù)和超聲外科，是結(jié)石癥治療史上的重大突破。如今已在國際范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。高強度聚焦超聲無創(chuàng)外科，已使超聲治療在當代醫(yī)療技術(shù)中占據(jù)重要位置。

超聲波的應(yīng)用

超聲波在工業(yè)中的應(yīng)用

a.超聲波測量流量

b.超聲波金屬焊接與超聲波塑料焊接

c.超聲波無損探傷

d.超聲波鉆孔

e.超聲波乳化

f.超聲波清洗

超聲波在醫(yī)學中的應(yīng)用

a.超聲波診斷

b.超聲波治療

超聲波在生物學上的應(yīng)用

a.超聲波處理冬小麥、在適宜的處理范圍內(nèi)可以提高小麥的發(fā)芽率、出苗率、提高產(chǎn)量

b.超聲波處理某些中草藥種子有顯著的效果

c.超聲誘變劑

超聲波在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

a.超聲波催化

b.超聲波空化腐蝕

c.超聲波測溫

簡 述：超聲診斷是將超聲檢測技術(shù)應(yīng)用于人體，通過測量了解生理或組織結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)和形態(tài)，發(fā)現(xiàn)疾病，作出提示的一種診斷方法。

原 理：向人體發(fā)射超聲波，同時接受體內(nèi)臟器的反射波，將所攜信息反映在屏幕上。

組件構(gòu)成：發(fā)射器、掃查器、接收儀、信號處理器和顯示等。

簡 述：超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。

原 理：超聲波由于頻率高、波長短，因而傳播的方向性好、穿透能力強。

組件構(gòu)成：有超聲電源，換能器，變幅桿，工具頭等。

簡 述：超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。

原 理：超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量，并將其發(fā)射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算，這樣就實現(xiàn)了流量的檢測和顯示。

組成構(gòu)件：超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。

簡 述：超聲波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。

原 理：a.超聲波塑料焊接，超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動，這種達到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時還不能及時散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。b.利用超聲頻率的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法。金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力之下，將框框振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜg的摩擦功、形變能及有限的溫升。接頭間的冶金結(jié)合是母材不發(fā)生熔化的情況下實現(xiàn)的一種固態(tài)焊接。

組成構(gòu)件：超聲波發(fā)生器，換能器/變幅桿/焊頭三聯(lián)組，模具和機架。