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介质中超声波的传播原理
时间: 2022-04-09
超声物位计/超声液位计的测量原理。
我们通常称声波频率超过20kHz的声波为超声波。超声波是一种机械波,即机械振动在弹性介质中的传播过程。其特点是频率高、波长短、绕射现象小、方向性好,可成为射线和定向传播。超声波在液体和固体中的衰减很小,因此具有很强的穿透能力。特别是在对光不透明的固体中,超声波可以穿透几十米的长度。当遇到杂质或界面时,会有明显的反射。超声波测量位置利用其特性。
在超声波检测技术中,无论是哪种超声波仪器,都必须发射电能转换超声波,然后将其接收并转换为电信号。完成此功能的装置称为超声波传感器,也称为探头。如图所示,将超声波传感器置于测量液体上方,向下发射超声波。超声波通过空气介质反射,并被传感器接收并转换为电信号。电子检测部分检测到该信号后,将其转换为液位信号进行显示和输出。
根据介质中超声波的传播原理,如果介质压力、温度、密度、湿度等条件一定,则介质中超声波的传播速度为常数。因此,当测量超声波从发射到接收液位反射所需的时间时,可以转换超声波的距离,即获得液位数据。
(一)超声波声束能集中在特定的方向上,在介质中沿直线传播,具有良好的指向性。超声波在介质中传播过程中,会发生衰减和散射。超声波在异种介质的接口上将产生反射、折射和波型转换。
超声波液位计由换能器(探头)发出高频超声波脉冲,遇到被测介质表面,超声波发生反射,反射波被同一换能器接受,转换成电信号。超声波脉冲以声速传播,从发射到接收超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。
超声波萃取原理及应用原理:当超声波在萃取液中传播时,利用超声波高速震荡疏密有秩的特性,超声波振动对液体造成增压及减压,推动介质,产生空化效应
反射回來的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。