超聲技術是一門以物理、電子、機械及材料學為基礎的通用技術之一，世界各國均重視對超聲波技術在現代軍事、醫學、生活等領域中的應用研究。超聲技術是通過超聲波產生、傳播及接收的物理過程而完成的，它的應用研究正是結合超聲波之獨有特性而展開。

一、超聲波在軍事中的應用

  超聲波基本上是沿直線傳播的，可以定向發射。如果漁船載有水下超聲波發生器，它旋轉著向各個方向發射超聲波，超聲波遇到魚群會反射回來，漁船探測到反射波就知道魚群的位置了。這種儀器叫做聲納。

  聲納也可以用來探測水中的暗礁、敵人的潛艇，測量海水的深度。在現代高科技術中雖然有用雷達，可以發現數百公里外的敵機;紅外線望遠鏡可以在夜幕中發現隱蔽的敵人;衛星遙感技術可以在數小時內把地球表面整個地掃描一遍;射電天文望遠鏡可以觀察到遙遠的宇宙空間。但是為什么在水中卻不采用這些先進技術而仍用落后的聲納呢?

  海水有良好的導電性，對電磁波的吸收能力很強，因而電磁雷達無法探測水下作戰目標(如潛水艇)的方位和距離。超聲波在空氣中衰減較快，而在固體、液體中的衰減卻很小，這正好與電磁波相反。這種情況下，超聲波雷達——聲納，便可發揮巨大的威力。

  海水吸熱能力太強，紅外線技術無用武之地;水的透光能力差，而吸收光的能力卻很濃，光學觀察設備如望遠鏡也使不上了。特別是深海中一片漆黑，什么也看不見。探照燈又會暴露自己。而海水的傳聲能力卻比在空氣中強得多。聲納技術就應運而生了。聲納機發出一束束不同頻率的聲音信號，再用特殊設備接受反射信號加以分析，這樣就如同安上了蝙蝠的耳朵，周圍的情況也就一目了然了。

  超聲雷達還可以探測云層。地面設備向云層發射一束束超聲波，根據反射時間可以計算出云層高度。再分析回聲的頻率變化，根據多普勒效應的原理，可以測出云層在空中漂移的速度。因此，聲納技術在它的特殊領域仍占著不可取代的地位。

二、超聲波在醫學中的應用

  超聲波探測技術開始應用在醫學上始于50年代，英國格拉斯哥的唐納德醫生發現，用超聲波脈沖通過孕婦腹壁，可以探測到胎兒的情況。

  1955年美國人萊斯科爾利用超聲波觀測人的心臟。這項技術不斷改進，特別是在使用了微信息處理機后就更趨于完善。到70年代初，終于形成了一套完整的超聲回波描記術。現在超聲類診斷器種類很多，其中常見的有A型超聲波診斷儀、B型超聲波診斷儀器、超聲心動圖儀等。

  A型超聲波診斷儀又稱幅度調制型超聲儀器。在人體中，水，脂肪和軟組織的吸收系數較小，超聲束容易穿透，而空氣，骨骼和肺組織的吸收系數較大，不容易透過。利用超聲波在人體內遇到不同密度組織界面時，部分能量被反射回來形成反射波，根據反射波出現的時間間隔，區分、測量體內不同組織分界面的位置，根據反射波的有無、多少、強度、形態等綜合判斷疾病。

  A型超聲波診斷儀提供了體內器官的一維信息，不能顯示整個器官的形狀，故常用來測量界面距離和臟器的厚度，如在眼科中探測眼內異物和眼部腫瘤，判斷視網膜剝離的性質，測量眼軸的長度等。如下圖，表示其工作原理。

  B型超聲診斷儀的原理與A型超聲波診斷儀相同，但回波信號是用光點的形式顯示，顯示光點的輝度與回波強度成正比，通過超聲掃描回波脈沖電信號在熒光屏上顯示出斷面圖像，稱為聲像圖。所以B型超聲診斷儀又稱斷面顯像儀。它所顯示的圖像具有與人體解剖位置直接對應的特點，所以十分直觀，使用方便，診斷正確率高。

  近年來，B型超聲顯象儀已被用于許多臟器的檢查。利用超聲多普勒效應來測血流速度的儀器稱為多普勒血流儀。由超聲發生器發出的超聲波通過探頭輸出進入血管，經血液中紅血球的散射回聲信號的多普勒頻移，可以測量紅血球的運動速度，繼而得到血流速度。多普勒血流儀可用于了解血液動力學方面的生理病理狀況，如心臟運動狀況及血管中是否存在栓塞等。

  利用超聲的生物效應來治療某些疾病，稱為超聲治療。利用強度較低的超聲波的熱效應，機械效應等對疾病部位進行“加熱”和機械刺激稱為超聲理療，主要包括超聲按摩超聲針灸及超聲熱療。利用較強的超聲波的劇烈作用來切斷破壞某些組織，則稱為超聲手術，主要有超聲碎石和超聲手術刀兩種。近年來，利用超聲治療疾病愈來愈廣，如利用超聲激活血卟啉對S180在體移植性腫瘤細胞進行了研究，估計腫瘤細胞生長抑制率。

三、超聲波在生活及服務業中的應用

  超聲波在生活及服務業中的應用主運用于清洗和消毒。日常生產中，眼鏡、首飾都可以用超聲波進行清洗，速度快，無損傷，大型的賓館、飯店用它清洗餐具，不僅清洗效果好，還具有殺滅病毒的作用。

  超聲波清洗屬物理清洗，把清洗液放入槽內，在槽內作用超聲波。由于超聲波與聲波一樣是一種疏密的振動波，在傳播過程中，介質的壓力作交替變化。在負壓區域，液體中產生撕裂的力，并形成真空的氣泡。當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，在正壓區域氣泡由于受到壓力擠破滅、閉合。此時，液體間相互碰撞產生強大的沖擊波。雖然位移、速度都非常小，但加速度卻非常大，局部壓力可達幾千個大氣壓，這就是所謂的空化效應。

  對于瓶類的清洗，是用超聲波清洗技術代替原有的毛刷機，它經過翻轉注水、超聲清洗、內外沖洗、空氣吹干、翻轉等流程而實現的。金屬零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事。如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波，清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢，能夠很快清洗干凈。

四、超聲波在工業上的應用

  超聲波在工業上主要用于檢測和測厚。用超聲波得到若干信息，獲得通信應用，稱檢測超聲。用超聲波在介質中的脈沖反射對物體進行厚度測試稱超聲測厚。檢測超聲用于超聲探測金屬、陶瓷混凝土制品，甚至水庫大壩，檢查內部是否有氣泡、空洞和裂紋。

  超聲波測厚是一門成熟的高新技術，它的Z大優點是檢測安全、可靠及精度高，而且它可以巡回在運行狀態進行檢測。超聲測厚儀按工作原理分:有共振法、干涉法及脈沖反射法等。

  由于脈沖反射法并不涉及共振機理，與被測物表面的光潔度關系不密切，所以超聲波脈沖法測厚儀是Z受用戶歡迎的一種儀表。

  超聲波測厚儀主要有主機和探頭兩部分組成。主機電路包括發射電路、接收電路、計數顯示電路三部分，由發射電路產生的高壓沖擊波激勵探頭，產生超聲發射脈沖波，脈沖波經介質介面反射后被接收電路接收，通過單片機計數處理后，經液晶顯示器顯示厚度數值，它主要根據聲波在試樣中的傳播速度乘以通過試樣的時間的一半而得到試樣的厚度。

  超聲波測厚儀，在采用國內外先進技術的基礎上，運用單片機技術研制的一種低功耗低下限袖珍式的智能測量儀器，不僅有測量不同材質厚度的儀器，而且有單測鋼，超薄型的，同時均可配套高溫測厚探頭。

  測厚儀應用領域。由于超聲波處理方便，并有良好的指向性，超聲技術測量金屬，非金屬材料的厚度，既快又準確，無污染，尤其是在只許可一個側面可按觸的場合，更能顯示其優越性，廣泛用于各種板材、管材壁厚、鍋爐容器壁厚及其局部腐蝕、銹蝕的情況，因此對冶金、造船、機械、化工、電力、原子能等各工業部門的產品檢驗，對設備安全運行及現代化管理起著主要的作用。

  超聲測厚儀僅是超聲技術應用的一部分，還有很多領域都可以應用到超聲技術。比如超聲波霧化、超聲波焊接、超聲波鉆孔、超聲波研磨、超聲波拋光、超聲馬達等等。超聲波技術將在各行各業得到越來越廣泛的應用。

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