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1介紹

當(dāng)物體振動時會發(fā)出聲音。科學(xué)家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲。我們?nèi)祟惗淠苈牭降穆暡l率為20～20，000赫茲。當(dāng)聲波的振動頻率大于20000赫茲或小于20赫茲時，我們便聽不見了。因此，我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱為“超聲波”。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1～5兆赫。超聲波具有方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。可用于測距，測速，清洗，焊接，碎石等。在醫(yī)學(xué)，軍事，工業(yè)，農(nóng)業(yè)上有明顯的作用.

塑料產(chǎn)品的超聲波焊接線設(shè)計

理論研究表明，在振幅相同的條件下，一個物體振動的能量與振動頻率成正比，超聲波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動的頻率很高，因而能量很大.在中國北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，就可以增加室內(nèi)空氣濕度.這就是超聲波加濕器的原理.對于咽喉炎、氣管炎等疾病，藥品很難血流到打患病的部位.利用加濕器的原理，把藥液霧化，讓病人吸入，能夠療效.利用超聲波巨大的能量還可以使人體內(nèi)的結(jié)石做劇烈的受迫振動而破碎。

2產(chǎn)生

超聲波是指振動頻率大于20KHz以上的，其每秒的振動次數(shù)（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（20000Hz），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點(diǎn)是超聲頻率高，波長短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性，腹部超聲成象所用的頻率范圍在 2∽5MHz之間，常用為3∽3.5MHz（每秒振動1次為1Hz，1MHz=10^6Hz，即每秒振動100萬次，可聞波的頻率在16－20，000HZ 之間）。

3參數(shù)

頻率：F≥20KHz； 功率密度：p=發(fā)射功率（W）/發(fā)射面積（cm2）；通常p≥0.3w/cm2; 在液體中傳播的超聲波能對物體表面的污物進(jìn)行清洗，其原理可用“空化”現(xiàn)象來解釋：超聲波振動在液體中傳播的音波壓強(qiáng)達(dá)到一個大氣壓時，其功率密度為0.35w/cm2，這時超聲波的音波壓強(qiáng)峰值就可達(dá)到真空或負(fù)壓，但實(shí)際上無負(fù)壓存在，因此在液體中產(chǎn)生一個很大的壓力，將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超聲波壓強(qiáng)反向達(dá)到大時破裂，由于破裂而產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊將物體表面的污物撞擊下來。這種由無數(shù)細(xì)小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化”現(xiàn)象。

4作用

玻璃零件.玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事，如果把這些物品放入清洗液中，再通入超聲波，清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢，能夠很快清洗干凈。

雖然說人類聽不出超聲波，但不少動物卻有此本領(lǐng)。它們可以利用超聲波“導(dǎo)航”、追捕食物，或避開危險物。大家可能看到過夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院里來回飛翔，它們?yōu)槭裁丛跊]有光亮的情況下飛翔而不會迷失方向呢？原因就是蝙蝠能發(fā)出2～10萬赫茲的超聲波，這好比是一座活動的“雷達(dá)站”。蝙蝠正是利用這種“雷達(dá)”判斷飛行前方是昆蟲，或是障礙物的。而雷達(dá)的質(zhì)量有幾十，幾百，幾千千克，，而在一些重要性能上的度.抗*力等，蝙蝠遠(yuǎn)優(yōu)與現(xiàn)代無線電定位器.深入研究動物身上各種器官的功能和構(gòu)造，將獲得的知識用來改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備，這是近幾十年來發(fā)展起來的一門新學(xué)科，叫做仿生學(xué).

我們?nèi)祟愔钡酱问澜绱髴?zhàn)才學(xué)會利用超聲波，這就是利用“聲納”的原理來探測水中目標(biāo)及其狀態(tài)，如潛艇的位置等。此時人們向水中發(fā)出一系列不同頻率的超聲波，然后記錄與處理反射回聲，從回聲的特征我們便可以估計出探測物的距離、形態(tài)及其動態(tài)改變。醫(yī)學(xué)上早利用超聲波是在1942年，奧地利醫(yī)生杜西克用超聲技術(shù)掃描腦部結(jié)構(gòu)；以后到了60年代醫(yī)生們開始將超聲波應(yīng)用于腹部器官的探測。如今超聲波掃描技術(shù)已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷*的工具。

醫(yī)學(xué)超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性，即將超聲波發(fā)射到人體內(nèi)，當(dāng)它在體內(nèi)遇到界面時會發(fā)生反射及折射，并且在人體組織中可能被吸收而衰減。因?yàn)槿梭w各種組織的形態(tài)與結(jié)構(gòu)是不相同的，因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同，醫(yī)生們正是通過儀器所反映出的波型、曲線，或影象的特征來辨別它們。此外再結(jié)合解剖學(xué)知識、正常與病理的改變，便可診斷所檢查的器官是否有病。

5診斷方法

醫(yī)生們應(yīng)用的超聲診斷方法有不同的形式，可分為A型、B型、M型及D型四大類。

A型：是以波形來顯示組織特征的方法，主要用于測量器官的徑線，以判定其大小。可用來鑒別病變組織的一些物理特性，如實(shí)質(zhì)性、液體或是氣體是否存在等。

B型：用平面圖形的形式來顯示被探查組織的具體情況。檢查時，首先將人體界面的反射信號轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的光點(diǎn)，這些光點(diǎn)可通過熒光屏顯現(xiàn)出來，這種方法直觀性好，重復(fù)性強(qiáng)，可供前后對比，所以廣泛用于婦產(chǎn)科、泌尿、消化及心血管等系統(tǒng)疾病的診斷。

M型：是用于觀察活動界面時間變化的一種方法。適用于檢查心臟的活動情況，其曲線的動態(tài)改變稱為超聲心動圖，可以用來觀察心臟各層結(jié)構(gòu)的位置、活動狀態(tài)、結(jié)構(gòu)的狀況等，多用于輔助心臟及大血管疫病的診斷。

D型：是專門用來檢測血液流動和器官活動的一種超聲診斷方法，又稱為多普勒超聲診斷法。可確定血管是否通暢、管腔有否狹窄、閉塞以及病變部位。新一代的D型超聲波還能定量地測定管腔內(nèi)血液的流量。近幾年來科學(xué)家又發(fā)展了彩色編碼多普勒系統(tǒng)，可在超聲心動圖解剖標(biāo)志的指示下，以不同顏色顯示血流的方向，色澤的深淺代表血流的流速。還有立體超聲顯象、超聲CT、超聲內(nèi)窺鏡等超聲技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來，并且還可以與其他檢查儀器結(jié)合使用，使疾病的診斷準(zhǔn)確率大大提高。超聲波技術(shù)正在醫(yī)學(xué)界發(fā)揮著巨大的作用，隨著科學(xué)的進(jìn)步，它將更加完善，將更好地造福于人類。

研究超聲波的產(chǎn)生、傳播 、接收，以及各種超聲效應(yīng)和應(yīng)用的聲學(xué)分支叫超聲學(xué)。產(chǎn)生超聲波的裝置有機(jī)械型超聲發(fā)生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應(yīng)和電磁作用原理制成的電動超聲發(fā)生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應(yīng)和鐵磁物質(zhì)的磁致伸縮效應(yīng)制成的電聲換能器等。

6效應(yīng)

當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時，由于超聲波與介質(zhì)的相互作用，使介質(zhì)發(fā)生物理的和化學(xué)的變化，從而產(chǎn)生一系列力學(xué)的、熱的、電磁的和化學(xué)的超聲效應(yīng)，包括以下4種效應(yīng)：

機(jī)械效應(yīng)

超聲波的機(jī)械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散。當(dāng)超聲波流體介質(zhì)中形成駐波時 ，懸浮在流體中的微小顆粒因受機(jī)械力的作用而凝聚在波節(jié)處，在空間形成周期性的堆積。超聲波在壓電材料和磁致伸縮材料中傳播時，由于超聲波的機(jī)械作用而引起的感生電極化和感生磁化（見電介質(zhì)物理學(xué)和磁致伸縮）。

空化作用

超聲波作用于液體時可產(chǎn)生大量小氣泡。一個原因是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應(yīng)力而形成負(fù)壓，壓強(qiáng)的降低使原來溶于液體的氣體過飽和，而從液體逸出，成為小氣泡。另一原因是強(qiáng)大的拉應(yīng)力把液體“撕開”成一空洞，稱為空化。空洞內(nèi)為液體蒸氣或溶于液體的另一種氣體，甚至可能是真空。因空化作用形成的小氣泡會隨周圍介質(zhì)的振動而不斷運(yùn)動、長大或突然破滅。破滅時周圍液體突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時產(chǎn)生激波。與空化作用相伴隨的內(nèi)摩擦可形成電荷，并在氣泡內(nèi)因放電而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。在液體中進(jìn)行超聲處理的技術(shù)大多與空化作用有關(guān)。

熱效應(yīng)

由于超聲波頻率高，能量大，被介質(zhì)吸收時能產(chǎn)生顯著的熱效應(yīng)。

化學(xué)效應(yīng)

超聲波的作用可促使發(fā)生或加速某些化學(xué)反應(yīng)。例如純的蒸餾水經(jīng)超聲處理后產(chǎn)生過氧化氫；溶有氮?dú)獾乃?jīng)超聲處理后產(chǎn)生亞硝酸；染料的水溶液經(jīng)超聲處理后會變色或退色。這些現(xiàn)象的發(fā)生總與空化作用相伴隨。超聲波還可加速許多化學(xué)物質(zhì)的水解、分解和聚合過程。超聲波對光化學(xué)和電化學(xué)過程也有明顯影響。各種氨基酸和其他有機(jī)物質(zhì)的水溶液經(jīng)超聲處理后，特征吸收光譜帶消失而呈均勻的一般吸收，這表明空化作用使分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。

7應(yīng)用

超聲效應(yīng)已廣泛用于實(shí)際，主要有如下幾方面：

超聲檢驗(yàn)

超聲波的波長比一般聲波要短，具有較好的方向性，而且能透過不透明物質(zhì)，這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術(shù)。超聲成像是利用超聲波呈現(xiàn)不透明物內(nèi)部形象的技術(shù)。把從換能器發(fā)出的超聲波經(jīng)聲透鏡聚焦在不透明試樣上，從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息（如對聲波的反射、吸收和散射的能力），經(jīng)聲透鏡匯聚在壓電接收器上，所得電信號輸入放大器，利用掃描系統(tǒng)可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術(shù)已在醫(yī)療檢查方面獲得普遍應(yīng)用，在微電子器件制造業(yè)中用來對大規(guī)模集成電路進(jìn)行檢查，在材料科學(xué)中用來顯示合金中不同組分的區(qū)域和晶粒間界等。聲全息術(shù)是利用超聲波的干涉原理記錄和重現(xiàn)不透明物的立體圖像的聲成像技術(shù)，其原理與光波的全息術(shù)基本相同，只是記錄手段不同而已（見全息術(shù)）。用同一超聲信號源激勵兩個放置在液體中的換能器，它們分別發(fā)射兩束相干的超聲波：一束透過被研究的物體后成為物波，另一束作為參考波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖，用激光束照射聲全息圖，利用激光在聲全息圖上反射時產(chǎn)生的衍射效應(yīng)而獲得物的重現(xiàn)像，通常用攝像機(jī)和電視機(jī)作實(shí)時觀察。

超聲處理

利用超聲的機(jī)械作用、空化作用、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，可進(jìn)行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)和進(jìn)行生物學(xué)研究等，在工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個部門獲得了廣泛應(yīng)用。

基礎(chǔ)研究

超聲波作用于介質(zhì)后，在介質(zhì)中產(chǎn)生聲弛豫過程，聲弛豫過程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運(yùn)過程，并在宏觀上表現(xiàn)出對聲波的吸收（見聲波）。通過物質(zhì)對超聲的吸收規(guī)律可探索物質(zhì)的特性和結(jié)構(gòu)，這方面的研究構(gòu)成了分子聲學(xué)這一聲學(xué)分支。普通聲波的波長遠(yuǎn)大于固體中的原子間距，在此條件下固體可當(dāng)作連續(xù)介質(zhì)。但對頻率在1012赫以上的 特超聲波 ，波長可與固體中的原子間距相比擬，此時必須把固體當(dāng)作是具有空間周期性的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。點(diǎn)陣振動的能量是量子化的 ，稱為聲子（見固體物理學(xué)）。特超聲對固體的作用可歸結(jié)為特超聲與熱聲子、電子、光子和各種準(zhǔn)粒子的相互作用。對固體中特超聲的產(chǎn)生、檢測和傳播規(guī)律的研究，以及量子液體液態(tài)氦中聲現(xiàn)象的研究構(gòu)成了近代聲學(xué)的新領(lǐng)域

聲波是屬于聲音的類別之一，屬于機(jī)械波，聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz-20KHz。當(dāng)聲波的頻率低于16Hz時就叫做次聲波，高于20KHz則稱為超聲波聲波。

塑料焊接

15K標(biāo)準(zhǔn)超聲波塑焊機(jī)是將超聲波通過焊頭傳導(dǎo)至塑料加工零件上，使兩塑料接合面因受超聲波作用而產(chǎn)生劇烈摩擦，摩擦熱使塑料接合面熔化而完成膠合。該技術(shù)具有速度快，焊縫牢固等優(yōu)點(diǎn)，更重要的是可使塑料產(chǎn)品生產(chǎn)加工自動化。超聲波塑料焊接機(jī)可進(jìn)得塑料熔接、埋植、成形、鉚接、點(diǎn)焊、切除、縫合等操作。只要焊頭加以改變即可一機(jī)做多種應(yīng)用。

8特性

超聲波具有如下特性：

1） 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播。

2） 超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量。

3） 超聲波會產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象。

4） 超聲波在液體介質(zhì)中傳播時，可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象。

超聲波是聲波大家族中的一員。

聲波是物體機(jī)械振動狀態(tài)（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近進(jìn)行的往返運(yùn)動。譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動，這種振動狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播，這便是聲波。

超聲波是指振動頻率大于20KHz以上的，人在自然環(huán)境下無法聽到和感受到的聲波。

*的概念：

*學(xué)是超聲醫(yī)學(xué)的重要組成部分。*時將超聲波能量作用于人體病變部位，以達(dá)到治療疾患和促進(jìn)機(jī)體康復(fù)的目的。

9超聲波應(yīng)用

在全球，超聲波廣泛運(yùn)用于診斷學(xué)、治療學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。賽福瑞家用超聲*屬于*學(xué)的運(yùn)用范疇。

（一）工程學(xué)方面的應(yīng)用：水下定位與通訊、地下資源勘查等。

（二）生物學(xué)方面的應(yīng)用：剪切大分子、生物工程及處理種子等。

（三）診斷學(xué)方面的應(yīng)用：A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等。

（四）治療學(xué)方面的應(yīng)用：理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等。

10超聲波特點(diǎn)

⒈超聲波在傳播時，方向性強(qiáng)，能量易于集中。

⒉超聲波能在各種不同媒質(zhì)中傳播，且可傳播足夠遠(yuǎn)的距離。

⒊超聲與傳聲媒質(zhì)的相互作用適中，易于攜帶有關(guān)傳聲媒質(zhì)狀態(tài)的信息（診斷或?qū)髀暶劫|(zhì)產(chǎn)生效應(yīng)。（治療）

超聲波是一種波動形式，它可以作為探測與負(fù)載信息的載體或媒介（如B超等用作診斷）；超聲波同時又是一種能量形式，當(dāng)其強(qiáng)度超過一定值時，它就可以通過與傳播超聲波的媒質(zhì)的相互作用，去影響，改變以致破壞后者的狀態(tài)，性質(zhì)及結(jié)構(gòu)（用作治療）。

11超聲波發(fā)展史

國際方面

自19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，在物理學(xué)上發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)與反壓電效應(yīng)之后，人們解決了利用電子學(xué)技術(shù)產(chǎn)生超聲波的辦法，從此迅速揭開了發(fā)展與推廣超聲技術(shù)的歷史篇章。

1922年，德國出現(xiàn)了**的發(fā)明。

1939年發(fā)表了有關(guān)*取得臨床效果的文獻(xiàn)報道。

40年代末期*在歐美興起，直到1949年召開的次國際醫(yī)學(xué)超聲波學(xué)術(shù)會議上，才有了*方面的論文交流，為*學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1956年第二屆國際超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議上已有許多論文發(fā)表，*進(jìn)入了實(shí)用成熟階段。

國內(nèi)方面

國內(nèi)在*領(lǐng)域起步稍晚，于20世紀(jì)50年代初才只有少數(shù)醫(yī)院開展*工作，從1950年首先在北京開始用800KHz頻率的超聲*治療多種疾病，至50年代開始逐步推廣，并有了國產(chǎn)儀器。公開的文獻(xiàn)報道始見于1957年。到了70年代有了各型國產(chǎn)*，超聲療法普及到全國各大型醫(yī)院。

40多年來，全國各大醫(yī)院已積累了相當(dāng)數(shù)量的資料和比較豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)。特別是20世紀(jì)80年代初出現(xiàn)的超聲體外機(jī)械波碎石術(shù)和超聲外科，是結(jié)石癥治療*的重大突破。如今已在國際范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。高強(qiáng)度聚焦超聲無創(chuàng)外科，已使*在當(dāng)代醫(yī)療技術(shù)中占據(jù)重要位置。而在21世紀(jì)（HIFU）超聲聚焦外科已被譽(yù)為是21世紀(jì)治療腫瘤的新技術(shù)。

12超聲波治病

機(jī)械效應(yīng)

超聲在介質(zhì)中前進(jìn)時所產(chǎn)生的效應(yīng)。（超聲在介質(zhì)中傳播是由反射而產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)）它可引起機(jī)體若干反應(yīng)。超聲振動可引起組織細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)動，由于超聲的細(xì)微按摩，使細(xì)胞漿流動、細(xì)胞震蕩、旋轉(zhuǎn)、摩擦、從而產(chǎn)生細(xì)胞按摩的作用，也稱為“內(nèi)按摩”這是*所*的特性，可以改變細(xì)胞膜的通透性，刺激細(xì)胞半透膜的彌散過程，促進(jìn)新陳代謝、加速血液和淋巴循環(huán)、改善細(xì)胞缺血缺氧狀態(tài)，改善組織營養(yǎng)、改變蛋白合成率、提高再生機(jī)能等。使細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致細(xì)胞的功能變化，使堅(jiān)硬的結(jié)締組織延伸，松軟。

超聲波的機(jī)械作用可軟化組織，增強(qiáng)滲透，提高代謝，促進(jìn)血液循環(huán)，刺激神經(jīng)系統(tǒng)和細(xì)胞功能，因此具有超聲波*的治療意義。

溫?zé)嵝?yīng)

人體組織對超聲能量有比較大的吸收本領(lǐng)，因此當(dāng)超聲波在人體組織中傳播過程中，其能量不斷地被組織吸收而變成熱量，其結(jié)果是組織的自身溫度升高。

產(chǎn)熱過程既是機(jī)械能在介質(zhì)中轉(zhuǎn)變成熱能的能量轉(zhuǎn)換過程。即內(nèi)生熱。超聲溫?zé)嵝?yīng)可增加血液循環(huán)，加速代謝，改善局部組織營養(yǎng)，增強(qiáng)酶活力。一般情況下，超聲波的熱作用以骨和結(jié)締組織為顯著，脂肪與血液為少。

理化效應(yīng)

超聲的機(jī)械效應(yīng)和溫?zé)嵝?yīng)均可促發(fā)若干物理化學(xué)變化。實(shí)踐證明一些理化效應(yīng)往往是上述效應(yīng)的繼發(fā)效應(yīng)。TS-C型*通過理化效應(yīng)繼發(fā)出下列五大作用：

A.彌散作用：超聲波可以提高生物膜的通透性，超聲波作用后，細(xì)胞膜對鉀，鈣離子的通透性發(fā)生較強(qiáng)的改變。從而增強(qiáng)生物膜彌散過程，促進(jìn)物質(zhì)交換，加速代謝，改善組織營養(yǎng)。

B.觸變作用：超聲作用下，可使凝膠轉(zhuǎn)化為溶膠狀態(tài)。對肌肉，肌腱的軟化作用，以及對一些與組織缺水有關(guān)的病理改變。如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎病變和關(guān)節(jié)、肌腱、韌帶的退行性病變的治療。

C.空化作用：空化形成，或保持穩(wěn)定的單向振動，或繼發(fā)膨脹以致崩潰，細(xì)胞功能改變，細(xì)胞內(nèi)鈣水平增高。成纖維細(xì)胞受激活，蛋白合成增加，血管通透性增加，血管形成加速，膠原張力增加。

D.聚合作用與解聚作用：水分子聚合是將多個相同或相似的分子合成一個較大的分子過程。大分子解聚，是將大分子的化學(xué)物變成小分子的過程。可使關(guān)節(jié)內(nèi)增加水解酶和原酶活性增加。

E.消炎，修復(fù)細(xì)胞和分子：超聲作用下，可使組織PH值向堿性方面發(fā)展。緩解炎癥所伴有的局部酸中毒。超聲可影響血流量，產(chǎn)生致炎癥作用，抑制并起到抗炎作用。使白細(xì)胞移動，促進(jìn)血管生成。膠原合成及成熟。促進(jìn)或抑制損傷的修復(fù)和愈合過程。從而達(dá)到對受損細(xì)胞組織進(jìn)行清理、激活、修復(fù)的過程。

量子聲學(xué)。

超聲波還可以進(jìn)行雷達(dá)探測.清洗較為精細(xì)的物品，如鐘表，可以利用超聲波來擊碎病人體內(nèi)膽結(jié)石，還可以利用超聲波測距.

超聲波檢測還用于電阻焊的焊點(diǎn)強(qiáng)度的檢測。

人耳可以聽見的波動，其頻率約在16Hz到20KHz之間，如果”波動〃的頻率高於此范圍，則人類則無法聽見，特稱之為超音波.所謂”波動〃即為物質(zhì)中的粒子受外力作用時所產(chǎn)生的機(jī)械性振湯.例如將懸掛於彈簧下方的物體向下拉使彈簧伸長，然后將物體放開，則該物體受彈簧力的作用，產(chǎn)生一上下往復(fù)性的振動，其偏離靜止位置的移動與時間的關(guān)系，即為正弦波.

超聲波依其波傳送方向的波動方式可分為縱波，橫波，表面波，藍(lán)姆波四種.其在料件中之傳送，根據(jù)能量不滅定律，音波在一種物質(zhì)中傳送，或由一種物質(zhì)傳入另一種物質(zhì)時，由于受到衰減，反射及折射的作用，其能量必然愈來愈弱；但是在材料密度較大的部分，音壓卻會增大〈但因音阻抗亦變大，能量仍是減少〉，反之在疏松的部分，其音量變大.

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夜晚的實(shí)驗(yàn)

意大利科學(xué)家斯帕拉捷習(xí)慣晚飯后到附近的街道上散步。他常常看到，很多蝙蝠靈活的在空中飛來飛去，卻從不會撞到墻壁上。這個現(xiàn)象引起了他的好奇：蝙蝠憑什么特殊本領(lǐng)在夜空中自由自在的飛行呢？

1793年夏天，一個晴朗的夜晚，喧騰熱鬧的城市漸漸平靜下來。帕斯拉捷匆匆吃完飯，便走出街頭，把籠子里的蝙蝠放了出去。當(dāng)他看到放出去的幾只蝙蝠輕盈敏捷地來回飛翔時，不由得尖叫起來。因?yàn)槟菐字或穑劬θ凰缮狭耍际恰跋棺印毖健?/P>

斯帕拉捷為什么要把蝙蝠的眼睛蒙起來呢？原來，每當(dāng)他看到蝙蝠在夜晚自由自在的飛翔時，總認(rèn)為這些小精靈一定長著一雙特別敏銳的眼睛，就不可能在黑夜中靈巧的多過各種障礙物，并且敏捷的捕捉飛蛾了。然而事實(shí)*出乎他的意料。斯帕拉捷很奇怪：不用眼睛，蝙蝠憑什么來辨別前方的物體，捕捉靈活的飛蛾呢？

于是，他把蝙蝠的鼻子堵住.結(jié)果，蝙蝠在空中還是飛的那么敏捷、輕松。“難道他薄膜似的翅膀，不僅能夠飛翔，而且能在夜間洞察一切嗎？”斯帕拉捷這樣猜想。他又捉來幾只蝙蝠，用油漆涂滿它們的全身，然而還是沒有影響到它們飛行。

后，斯帕拉捷堵住蝙蝠的耳朵，把他們放到夜空中。這次，蝙蝠可沒有了先前的神氣。他們像無頭蒼蠅一樣在空中東碰西撞，很快就跌落在地。

啊！蝙蝠在夜間飛行，捕捉食物，原來是靠聽覺來辨別方向、確認(rèn)目標(biāo)的！

斯帕拉捷的實(shí)驗(yàn)，揭開了蝙蝠飛行的秘密，促使很多人進(jìn)一步思考：蝙蝠的耳朵又怎么能“穿透”黑夜，“聽”到?jīng)]有聲音的物體呢？

后來人們繼續(xù)研究，終于弄清了其中的奧秘。原來，蝙蝠靠喉嚨發(fā)出人耳聽不見的“超聲波”，這種聲音沿著直線傳播，一碰到物體就像光照到鏡子上那樣反射回來。蝙蝠用耳朵接受到這種“超聲波”，就能迅速做出判斷，靈巧的自由飛翔，捕捉食物。

人們利用超聲波來為飛機(jī)、輪船導(dǎo)航，尋找地下的寶藏。超聲波就像一位無聲的功臣，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和軍事等領(lǐng)域。斯帕拉捷怎么也不會想到，自己的實(shí)驗(yàn)，會給人類帶來如此巨大的恩惠。

14超聲波焊接

應(yīng)用超聲波可以對熱塑性工件使用熔接、鉚焊、成形焊或點(diǎn)焊等多種方法進(jìn)行焊接。超聲波焊接設(shè)備既可以獨(dú)立操作，也可以用于自動化生產(chǎn)環(huán)境。那些內(nèi)置精密電子組件的塑料工件，如微型開關(guān)等，就適合使用超聲波對其進(jìn)行焊接。同時，不止一種方法可能被用來對成品進(jìn)行加工，如焊接軟盤和卡帶的內(nèi)部使用鉚焊方式，而對其外部的焊接則使用熔接法

超聲波空泡煉油的化學(xué)原理

液體內(nèi)部產(chǎn)生的強(qiáng)超聲波引發(fā)出高能量密集式空泡群， 空泡爆炸時， 在微小的空間內(nèi)瞬間產(chǎn)生高達(dá)一千大氣壓的壓力和上千度的高溫。

在高壓高溫下， 重油分子中C-C鍵斷裂，大分子的碳?xì)浠衔锓纸鉃樾》肿拥奶細(xì)浠衔? 原料中硫的有機(jī)化物在超聲波與空泡作用下，其C-S鍵發(fā)生斷裂，轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g烯烴、正烷烴、芳烴和硫化氫。生成的烯烴在超聲波熱解過程中轉(zhuǎn)變?yōu)檎闊N和芳烴。

含硫份高的重油大分子轉(zhuǎn)化為低硫小分子的汽油和柴油。少量沒有轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)化程度低的剩余物用于制備高品質(zhì)瀝青

通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時還不能及時散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)，有些許保壓時間，使其凝固成型，這樣就形成一個堅(jiān)固的分子鏈，達(dá)到焊接的目的，焊接強(qiáng)度能接近于原材料本體強(qiáng)度。

15應(yīng)用方法

熔接法

以超音波超高頻率振動的焊頭在適度壓力下，使二塊塑膠的接合面產(chǎn)生摩擦熱而瞬間熔融接合，焊接強(qiáng)度可與本體媲美，采用合適的工件和合理的接口設(shè)計，可達(dá)到水密及氣密，并免除采用輔助品所帶來的不便，實(shí)現(xiàn)清潔的熔接。

鉚焊法

將超音波超高頻率振動的焊頭，壓著塑膠品突出的梢頭，使其瞬間發(fā)熱融成為鉚釘形狀，使不同材質(zhì)的材料機(jī)械鉚合在一起。

埋植

藉著焊頭之傳道及適當(dāng)之壓力，瞬間將金屬零件（如螺母、螺桿等）擠入預(yù)留入塑膠孔內(nèi)，固定在一定深度，完成后無論拉力、扭力均可媲美傳統(tǒng)模具內(nèi)成型之強(qiáng)度，可免除射出模受損及射出緩慢之缺點(diǎn)。

成型

該方法與鉚焊法類似，將凹狀的焊頭壓著于塑膠品外圈，焊頭發(fā)出超音波超高頻振動后將塑膠溶融成形而包覆于金屬物件使其固定，且外觀光滑美觀、此方法多使用在電子類、喇叭之固定成形，及化妝品類之鏡片固定等。

點(diǎn)焊

A、 將二片塑膠分點(diǎn)熔接無需預(yù)先設(shè)計焊線，達(dá)到熔接目的。

B、 對比較大型工件，不易設(shè)計焊線的工件進(jìn)行分點(diǎn)焊接，而達(dá)到熔接效果，可同時點(diǎn)焊多點(diǎn)。

切割封口

運(yùn)用超音波瞬間發(fā)振工作原理，對化纖織物進(jìn)行切割，其優(yōu)點(diǎn)切口光潔不開裂、不拉絲。

16應(yīng)用

普遍運(yùn)用于汽車行業(yè)、電子行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、家電行業(yè)、無紡布服裝、辦公用品、包裝行業(yè)、玩具行業(yè)等。比如車身塑料零件，汽車車門、汽車汽車儀表、車燈車鏡、遮陽板、內(nèi)飾件、濾清器，反光材料、反光道釘、保險杠、拉索、摩托車用塑料濾清器、散熱器、制動液罐、油杯、水箱、油箱、風(fēng)管、尾氣凈化器、托盤濾板；塑膠電子：預(yù)付費(fèi)水表電表，通訊設(shè)備，無繩電話，手機(jī)配件，手機(jī)殼，電池殼，充電器、閥控式密封維護(hù)鉛酸蓄電池 ，3寸軟盤，U盤，SD卡，CF卡，USB接插件、藍(lán)牙；玩具文具：文件夾，相冊，折盒，PP中空板，筆套，墨盒，硒鼓，；醫(yī)用日用：手表，廚具，口服液瓶蓋，點(diǎn)滴瓶蓋、手機(jī)飾件，金柔刷，日用品，衛(wèi)生用品，兒童用品，空氣床墊，衣架，刀柄，園藝用品，櫥具潔具，花灑，金柔刷，淋浴頭，防偽瓶蓋，化妝品瓶蓋，咖啡壺，洗衣機(jī)、空氣除濕機(jī)，電熨斗、電水壺、吸塵器，音箱金屬面蓋及土木格柵等。

17結(jié)構(gòu)

本超聲波塑料焊接機(jī)由超聲波發(fā)振系統(tǒng)，保護(hù)電路，，超聲波換能系統(tǒng)，氣動系統(tǒng)，機(jī)架，工作臺等部份構(gòu)成.

18機(jī)器安裝調(diào)試

裝設(shè)程序

⒈本焊機(jī)應(yīng)安置在堅(jiān)固，水平的工作臺上。機(jī)器后面應(yīng)留有大于150mm的空間，以利通風(fēng)散熱。

⒉為確保安全操作，本機(jī)必須可靠接地，對地電阻必須小于4歐姆。

⒊將三苡控制電線兩頭分別插入焊機(jī)后方三腳插座，并旋緊螺母。

⒋將選擇開關(guān)置于手動位置。

⒌鎖緊升降的四只螺釘，以固定超聲振頭，但切勿用力過度，以免滑牙。

⒍將上焊模與超聲振頭之接觸面擦干凈，用螺絲接合，使用隨機(jī)專用扳手鎖緊，鎖緊力距為25牛頓/米。

⒎把外氣源的氣管接入焊接機(jī)的空氣濾凈器。

⒏音波檢驗(yàn)程序：

為發(fā)揮焊機(jī)的佳使用效果，維護(hù)焊機(jī)的性能及安全生產(chǎn)，每次使用機(jī)器或更換焊模，必須調(diào)整焊機(jī)發(fā)振

系統(tǒng)與振動系統(tǒng)的發(fā)振程度，因此該項(xiàng)音波檢測程序非常重要。

A、 檢測前，上焊模與超聲振頭兩者必須密合鎖緊，檢驗(yàn)時上焊模切勿接觸工件。

B、 合上電源開關(guān)，此時電源指示燈亮.

C、 打開側(cè)蓋板之門頁。

D、 將選擇開關(guān)按至音波檢測檔位置，觀測振幅表之指示值，每次音波檢測開關(guān)不 能連續(xù)按下超過3秒。

E、 順逆旋轉(zhuǎn)音波檢測螺絲使振幅表指針在低刻度值位置。注意：振幅表指針能調(diào)到1.2（或100）刻度

值以下，且確保為低刻度位置，焊機(jī)的發(fā)振系統(tǒng)與振動系統(tǒng)譜振好。

[注意]:

⒈調(diào)節(jié)音波選擇螺絲，振幅表之指針會左右擺動，但并非表示功率輸出之大小，而僅表示發(fā)振系統(tǒng)與振動

系統(tǒng)之諧振程度，指示刻度值越小，則表示諧振程度越佳。

⒉振幅表在空載發(fā)振時，表示諧振程度，負(fù)載發(fā)振時表示輸出能量。

⒊焊接前務(wù)必做音波檢測，以確保發(fā)振系統(tǒng)與振動系統(tǒng)之諧振。

⒋更換焊模后，切記一定要做音波檢測程式。

⒌調(diào)整時，如果過載指示燈發(fā)亮，則立即放開音波檢驗(yàn)鈕，約過1秒鐘后，再轉(zhuǎn)動音波調(diào)整螺絲作音波選

擇調(diào)整.

⒍正確的調(diào)諧非常重要，如果無法調(diào)較到正常狀態(tài)，不能達(dá)到音波檢測程式第5項(xiàng) 的要求時，請即送修，

不可勉強(qiáng)使用，以免擴(kuò)大故障。

⒎工作氣壓不能超過5kg/cm.

⒏校模程序：

為達(dá)到機(jī)器大能量，上焊模與工件間的距離應(yīng)盡量縮短，但仍應(yīng)留有必要的距離，以便工件的放置和取

出。升降臺的大行程為75mm，因此在校模前，在確定上焊模在大行程時，不會接觸工件。

a） 將選擇開關(guān)置于手動位置，調(diào)較壓力調(diào)整旋鈕，使壓力表指示在0.2Mpa左右，（大約能使焊頭上升之

小壓力）

b） 置下焊模于工作臺面，再放工件于下焊模內(nèi)。

c） 放松機(jī)體的鎖緊搖手，轉(zhuǎn)動升降手輪，使上焊模與工件之距離大于75mm，扳緊鎖緊搖手。

d） 雙手按下兩個下降按鈕，使上焊模下降。

e） 放松四支振頭固定螺絲，旋轉(zhuǎn)上焊模以配合工件，然后再鎖緊四支振頭固定螺絲。

f） 松開止赴螺絲，旋轉(zhuǎn)止赴螺絲（M12x1），使之與升降臺接觸。按緊急上升按鈕，使上焊模上升，再旋轉(zhuǎn)

止赴螺絲約7mm。

g） 雙手按下兩個下降按鈕，使上焊模下降。放松機(jī)體鎖緊搖手，轉(zhuǎn)動升降手輪，慢慢將上焊模下降，同時

移動下焊模，使工作面與上焊模接觸吻合均勻，鎖緊機(jī)體鎖緊搖手。

h） 按緊急上升按鈕，使焊頭上升，旋轉(zhuǎn)止赴螺絲，大約下降2mm，具體尺寸視工件而定，使操作時止赴螺

絲與升降脫離接觸。但當(dāng)下焊模沒有工件時，止赴螺絲能夠阻止上焊模與下焊模觸碰，保護(hù)機(jī)件不致?lián)p壞.

i） 用螺絲壓板固定好下焊模于工作臺上.

j） 以上操作是校模步驟.更之校模，須在試焊時，一面觀察，一面調(diào)整，可用復(fù)寫紙?jiān)诠ぜc上焊之間，觀察

上焊模下壓后，白紙上顯示的壓痕，根據(jù)壓痕的深淺，用薄墊片墊調(diào)下焊模底部，使工件的焊接面受壓均勻.

k） 帶平面調(diào)整調(diào)整螺絲機(jī)型焊頭方向和水平調(diào)整方法：（外形如圖）

焊頭方向調(diào)整

焊頭方向未能與底座方向一致時，則無法焊接加工物，此時應(yīng)先調(diào)整焊頭方向使與底座方向*一致。

⒈把加工物置于底座上，使與底座吻和，并松弛四個平面調(diào)整螺絲.

⒉調(diào)整中體座位置，使焊頭下降時與加工物保持稍許距離.

⒊轉(zhuǎn)動焊頭與底座方向一致（轉(zhuǎn)動焊頭方向時不可使焊頭之結(jié)合螺絲松弛），完成方向調(diào)整后，焊頭還保持

下降狀態(tài)，再調(diào)整焊頭水平.

焊頭水平調(diào)整

⒈轉(zhuǎn)動中體座把手，使焊頭加壓于工物上，輕拍焊頭四周與加工物更密合。

⒉焊頭與工物*密合后，均勻的旋上個平面調(diào)整螺絲，并鎖緊底座。

19優(yōu)點(diǎn)

⒈超聲波塑料焊接優(yōu)點(diǎn)：焊接速度快，焊接強(qiáng)度高、密封性好；

取代傳統(tǒng)的焊接/粘接工藝，成本低廉，清潔無污染且不會損傷工件；

焊接過程穩(wěn)定，所有焊接參數(shù)均可通過軟件系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)故障很容易進(jìn)行排除和維護(hù)。

⒉超聲波金屬焊接優(yōu)點(diǎn)：

1）、焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性。

2）、焊接后導(dǎo)電性好，電阻系數(shù)極低或近乎零。

3）、對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接。

4）、焊接時間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料。

5）、焊接無火花，環(huán)保安全。

20工作原理

一：超聲波塑料焊接機(jī)的工作原理

超聲波焊接原理是通過超聲波發(fā)生器將50/60赫茲電流轉(zhuǎn)換成15、20、30或40千赫茲電能。被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機(jī)械運(yùn)動，隨后機(jī)械運(yùn)動通過一套可以改變振幅的調(diào)幅器裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部，在該區(qū)域，振動能量被通過摩擦方式轉(zhuǎn)換成熱能，將塑料熔化。超聲波不僅可以被用來焊接硬熱塑性塑料，還可以加工織物和薄膜。一套超聲波焊接系統(tǒng)的主要組件包括超聲波發(fā)生器，換能器/調(diào)幅器/焊頭三聯(lián)組，模具和機(jī)架。

二：旋轉(zhuǎn)摩擦式塑料焊接機(jī)的工作原理

旋轉(zhuǎn)摩擦式塑料焊接機(jī)一般用來焊接兩個圓形熱塑性塑料工件。焊接時，一個工件被固定在底模上，另一個工件在被固定的工件表面進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動。由于有一定的壓力作用在兩個工件上，工件間摩擦產(chǎn)生的熱量可以使兩個工件的接觸面熔化并形成一個禁固且密閉的結(jié)合。其中定位旋熔是在設(shè)定時間旋轉(zhuǎn)，瞬間停在設(shè)定的位置上，成為性的熔合

三：熱板焊接機(jī)的工作原理

熱板焊接機(jī)主要通過一個由溫度控制的加熱板來焊接塑料件。焊接時，加熱板置于兩個塑料件之間，當(dāng)工件緊貼住加熱板時，塑料開始熔化。在一段預(yù)先設(shè)置好的加熱時間過去之后，工件表面的塑料將達(dá)到一定的熔化程度，此時工件向兩邊分開，加熱板移開，隨后兩片工件并合在一起，當(dāng)達(dá)到一定的焊接時間和焊接深度之后，整個焊接過程完成。

四、激光塑料焊接機(jī)的工作原理

激光焊接機(jī)的工作原理是使光/激光射線穿過一個塑料件照射在另一個塑料件表面（即焊接面）；焊接面在充分吸收光束能量后，受熱并熔化；此時通過對兩個塑料件施加一個可以調(diào)節(jié)的夾緊力，使其緊密地結(jié)合在一起。和其他的現(xiàn)有塑料焊接工藝相比，激光焊接工藝的優(yōu)勢在于光/激光射線可以同時加熱并焊接整個焊接面，焊接效果更顯著。四、線性振動摩擦焊接機(jī)的工作原理線性振動摩擦焊接利用在兩個待焊工件接觸面所產(chǎn)生的摩擦熱能來使塑料熔化。熱能來自一定壓力下，一個工件在另一個表面以一定的位移或振幅往復(fù)的移動。一旦達(dá)到預(yù)期的焊接程度，振動就會停止，同時仍舊會有一定的壓力施加于兩個工件上，使剛剛焊接好的部分冷卻、固化，從而形成緊密地結(jié)合。

五、軌道式振動摩擦焊接機(jī)的工作原理

軌道式振動摩擦焊接是一種利用摩擦熱能焊接的方法。在進(jìn)行軌道式振動摩擦焊接時，上部的工件以固定的速度進(jìn)行軌道運(yùn)動——向各個方向的圓周運(yùn)動。運(yùn)動可以產(chǎn)生熱能，使兩個塑料件的焊接部分達(dá)到熔點(diǎn)。一旦塑料開始熔化，運(yùn)動就停止，兩個工件的焊接部分將凝固并牢牢的連接在一起。小的夾持力會導(dǎo)致工件產(chǎn)生小程度的變形，直徑在10英寸以內(nèi)的工件可以用應(yīng)用軌道式振動摩擦進(jìn)行焊接。