超声波的仿生应用

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超声波仿生应用
李楠
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无焰泄放装置超声波的仿生应用
人类赖以生存的世界,是一个不断运动的物质世界,波动是运动的一种形式。这个世界充满了各种波动,比如光波,水波,电磁波……声波也是其中一种最为常见的波动形式。人类的鼓膜可以察觉到这种音的波动,称之为声音,也有说法叫做可听波。也有人类感知不到而其
他生物可以很容易感知到的声波,我们按物理特性称为超声波或者次声波
一、超声波的物理特性
人耳朵能听到的声波频率为20~20000Hz,当声波的振动频率大于20000Hz时,人耳无法听到。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。因此,我们把频率高于20000Hz的声波称为超声波。它在传播过程中一般会发生折射反射散射衍射以及透镜体多普勒效应等现象。
1.超声波的束射性
其波长相比较一般的声波而言要更短,具有良好的方向性,且能透过不透明物质。我们称之为束射性。当超声波发生体压电晶体的直径尺寸远大于超声波波长时,则晶体所产生的超声波就类似于光的特性,也就是方向性好。
2.超声波的折射和反射
当超声波通过不同的介质时,且两介质的交界面大于超声波的波长时,就会在两介质的交
界面处发生折射和反射现象。反射声强的大小取决于两介质声阻的差异程度及入射角的大小,当垂直入射时反射声强最大,反射声强愈强则折射声强愈弱。折射进第二介质的超声波会继续前进,若再次遇到不同声阻介质交界面时,会再次产生反射和折射。依次类推,被测物质密度越不均匀、界面越多,产生的反射和折射的次数也就会越多。
热交换设备3.超声波的散射和衍射
当两介质交界面小于超声波的波长时,超声波则会产生散射或衍射现象。散射是指超声波会以此介质为中心向四周发散,使其成为新的声源。衍射是指超声波绕过介质的边缘,继续向前传播的现象,超声波的衍射能力不强,故其直射能力好。
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4.多普勒效应
金属净洗剂多普勒效应是指当声源和接收体作相对运动时,接收体在单位时间内接收到的频率,会与声源所发出的频率不一致,如接收体与声源的距离越来越近时,那么接收体接收到的频率会增加,且增加的频率与接收体相对与声源的速度有关;反之,接收到的频率会减少,减少的频率也与接收体相对与声源的速度有关。
5.空化作用
超声波在液体中随着液体的缝隙传播开时,液体的分子受到超声波的能量的传递,而具有能量,分子相互作用而产生大量的气泡,这些气泡构成了空化的前提条件,能量聚集到一定的程度的时候气泡破裂产生巨大的能量把整个液体破费。

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