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超声波应用新进展-超声波操纵物体悬浮
日期:2014-4-7 10:10:00    阅读:
  超声波是指振动频率超越人类听觉范围的声波,该声波大于人耳说能听到的最高阈值20KHZ。超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中流传距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。超声波的主要特性有:
  1  超声波的束射性:超声波在流传时,方向性强,能量易于集中。由于超声波频率很高,所以方向性就相对要强,方向性即柬射性。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,则晶体所发生的超声波就类似于光的特性,也就是方向性好。
  2 能量大:声强与振幅,质点振动频率的联系I=1/2ρCA^2ω^2,相同振幅条件下,能量与频率的平方正比。超声波可传递很强的能量。由于频率很高,所以具有很大的能量。超声波会发生反射、干涉、叠加和共振现象。 超声波在液体介质中流传时,可在界面上发生强烈的突击和空化现象。
  3 透射、反射和折射:超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效流传。 超声波能在各种差别媒质中流传,且可流传足够远的距离。在两种差别媒质的分界面上,会出现类似于光线一样的透射、反射和折射现象,一般声波也有此性质。
  4 超声与传声媒质的相互作用适中,易于携带有关传声媒质状态的信息。
  超声波的应用范围主要有:超声波当前已经应用的领域有测距,测厚,探伤,液位测量,测速,清洗,焊接,碎石,医疗诊断,杀菌消毒,除虫机,驱逐器,洗牙,水下潜艇通信等许多领域。据悉,最进在超声波技术领域有一项新的惊喜,据国际在线报道,金宝博娱乐 官方研究者使用超声波操纵物体悬浮空中。金宝博娱乐 官方东京大学的一位名叫落合阳一的研究生却把自己“物体悬浮术”的演出和原理制作成视频并上传到了视频网站上。视频中,许多细小的白色物体随着古典音乐的旋律,在空中时而升降、时而行进、时而变化队形,如同训练有素的仪仗队一般。而这一切都是通过超声波实现的。落合阳一介绍说,实际上使用超声波实现细小物体的悬浮并非新技术,而胜利对悬浮物进行运动操纵才是他此项研究的核心所在。随着机器启动,原本散落的塑料泡沫腾空而起,然后悬浮在空中,还能够摆出各种形状。要发生这种效果,关键在于扬声器的奇特排列方式。“还从没有人能使用超声波让物体在三维空间内进行运动。我认为如果不克做到这一点,这项技术的使用价值便会大打折扣。而我则首次胜利实现了对悬浮物体的运动操纵。”研究人员使用了4组扬声器,使它们彼此相对。通过操纵每个扬声器的声波输出,能够对物体漂浮的身分进行调节。由于超声波已经超出了人类的听力范围,因此整个进程实际上是听不到的。“使用声波操纵悬浮物的好处就在于它非常的精确。举例来说,你能够操纵一个一毫米宽的物体从一个恰恰一毫米的空隙中穿过,或者你也能够将一个很细小的物体仅移动几个毫米。由于电子制作业中的很多零部件都十分细小,因此我认为使用超声波悬浮技术来对它们进行操纵再适合不外了。”东京工业大学专门研究超声波悬浮技术应用的中村建太郎教授表示,落合阳一的这项研究未来能够被普遍应用到许多领域。“由于这项技术能够实现让液体在空中运动而不接触任何别的物体,因此会使很多药品和新型原料的制作成为可能。另外物体如果能够悬浮在空中并能依据需要进行运动的话,很多研究工作会变得容易很多。”最后落合阳一还表示,随着自己研究的不断深入,也许有一天超声波能够让质量更大的物体甚至是人悬浮在空中。
  本文参考资料:超声波清洗器/
国际在线:http://gb.cri.cn/42071/2014/04/06/7551s4493604.htm

 
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