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超聲波 如何產生

超聲波 如何產生

超聲波的產生是通過以下幾種方式實現的:1. 機械振動:通過物體的高速振動產生超聲波。例如,在超聲波清洗機中,超聲波發生器產生的振動通過換能器轉換成高頻振動,進而產生超聲...

超聲波的產生是通過以下幾種方式實現的:

1. 機械振動:通過物體的高速振動產生超聲波。例如,在超聲波清洗機中,超聲波發生器產生的振動通過換能器轉換成高頻振動,進而產生超聲波。

2. 壓電效應:利用壓電材料的特性,即材料在受到壓力時會產生電荷,而在電荷變化時也會產生壓力。這種特性可以用來產生和檢測超聲波。壓電材料(如石英、鈦酸鋇等)在電壓的作用下會伸縮變形,產生超聲波。

3. 電磁感應:通過高頻電流在導線中產生變化的磁場,磁場變化產生電場,進而激發超聲波。

以下是具體的過程:

換能器:這是將電信號轉換為機械振動的裝置。對于壓電式換能器,當交變電壓施加在壓電材料上時,壓電材料就會伸縮,從而產生機械振動,這種振動在介質中傳播時形成超聲波。

聲波發生器:通常由電子振蕩器和功率放大器組成,用于產生高頻電信號,該信號通過換能器轉換成超聲波。

共振腔:在某些超聲波發生器中,使用共振腔來增強特定頻率的超聲波。

發射:超聲波通過換能器發射到介質中,如空氣、水或固體材料。

在實際應用中,超聲波的頻率范圍從幾十千赫茲到幾兆赫茲不等,根據不同的應用需求來選擇合適的頻率。例如,醫療超聲檢查通常使用1-10兆赫茲的頻率,而超聲波清洗則可能使用幾十千赫茲的頻率。