超音波穿透能力

首先談談超音波聲速

波的傳播速度是頻率與波長之乘積,電磁波的速度是 3*108 m/s,但空氣中的音波 傳播速度非常緩慢,約為 340m/s,因此波長較短,音波在傳送的介質並不限於氣體還 有液體和固體,同時也會表現出隨此介質而產生之特徵。表 2.3 中表示有各種物質的音 波傳播速度,各該物質的密度和音速之積叫做固有音響阻抗。而此數值相形之下,顯然 液體和固體方面要比氣體大得多。

 

超音波在各物質當中的阻抗不同

 

  物質 密度 聲速 阻抗
氣體 空氣 0.00129 331 42.7
  氮氣 0.00125 336 42.0
  氧氣 0.00143 317 45.5
  水蒸氣 0.00058 405 23.5
液體 1 1480 1.48*10^5
  海水 1.03 1520 1.57*10^5
  絕緣油 0.86 1430 1.54*10%5
固體 硬質橡膠 1.1 1400 1.54*10^5
  硬質玻璃 2.4 6000 1.44*10^6

超音波如果在行進中碰到不同性質的物質就會引起反射。假設超音波所通過最初物,音波在氣體和液體傳送時為縱波,固體則為橫波,而且也有表面波存在,相同的物質音速也有所不同。不過,除非預先聲明,否則一般所說之音速皆指縱波之音速而言。 

超音波的特性

根據以上所述,超音波的特性可歸納如下:

1.由於波長短所以指向性強,能量集中。

2.振動數高,可得巨大的加速度。

3.大部分的音響功率碰到音響阻抗不同的物質境界面將被反射。利用此特性可藉以做物質的探知和距離的測試。

4.如果在媒體中或其界面有密度差存在,其境界將會發生界面擾亂作用,並引起乳化,攪拌混合等之作用。

5.若適當選擇頻率,則可使其引起和乳化(分散)相反的凝縮作用。

6.把超音波放射於液體中引起孔蝕現象,並藉其局部的巨大壓力變化可發生強烈的破壞作用。

7.利用孔蝕現象形成的排氣氣體之活性化,可以引起氧化作用及其他化學作用。 

8.利用媒體中的音波吸收,可在音場內產生熱。

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