超声生活，超声波在各行业的广泛应用

​超声生活

历史上研究超声波的动力，不仅在于大自然中超声波的普遍存在，还在于对自然现象的发现和阐明，而更重要的是发现了超声波有广泛的可用性，从而主动地大量生产和利用超声波。社会在发展，科技在进步，自人类发现超声波以来，它不断造福着人类社会，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。

我们坐飞机出行需要超声波来导航，清洗眼镜时利用超声波不仅便捷还干净，超声波导盲眼镜则用“听觉”代替“视觉”使盲人象常人一样行走，这是超声波在日常非常普遍的应用。事实上，在人们生活的不同领域，超声波都在起着举足重轻的作用:超声波清洗是工业中一种高效率的方法;军事上超声波能用来搜索敌人的舰艇;在医学上超声利用更是普遍，分为超声诊断(比如B超检查)和超声治疗(比如超声碎石)。由此可见超声已经涉及了我们人类社会的方方面面，给人们带来了莫大的便利，我们的生活已经离不开超声波。

超声波的早期研究与应用

超声波有两个特点，一个是能量大，一个是沿直线传播，它的早期应用就是按照这两个特点展开的。早在 1830年，F.Savet 曾用齿轮第一次产生了 24KHz的超声，1876年 FGalton用气哨产生了30KHz

的超声，然而人类真正科学地开展超声波技术的研究还是从1880年J.CuriePCurie发现压电效应开始的，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。

1912年4月10日，泰坦尼克号触冰山沉没，致使一千五百多名乘客遇难，引起了科学界注意，希望可以通过仪器探测到水下的冰山，规避沉船事故，减少灾难的发生。而到第一次世界大战，德国大量使用潜艇，击沉了协约国大量舰船，导致战争节节失利，探测潜艇的任务又提到科学家的面前。科学家郎之万和他的朋友利用当时已出现的功率很大的放大器和石英压电晶体结合起来，能向水下发射几十千赫兹的超声波，然后记录与处理反射回声，从回声的特征便可以估计出探测物的距离、形态及其动态改变，成功的将超声波应用到实际中。在第二次世界大战中，由于雷达技术和脉冲技术的发展以及战争的需要，大大促进了超声检测技术的发展。

超声波金属焊接则是19世纪30年代偶然发现的。当时在作电流点焊电极加超声振动试验时，发现不通电流也能焊接上，因而发展了超声金属冷焊技术。超声波焊接虽然发现较早，但是到目前为止，其作用机理还不是很清楚。它类似于摩擦焊，但有区别，超声焊接时间很短，温度低于再结晶;它与压力焊也不相同，因为所加的静压力比压力焊小的多。

此外，高频的超声波带有强大的振动能，将超声波射入载满水的容器，再放入需要的清洗的对象，水的振动便可去除对象上的尘垢，而不需直接接触对象的表面。眼镜公司替我们洗眼镜时就是用这种方法。

我国解放前超声研究还是个空白，1956年的12年科学规划才正式开始超声学的研究。如今，超声波已经被越来越多的的应用到各行各业，包括超声波检测、超声波探伤、功率超声、超声波处理、超声波塑料焊接机、超声波医学诊断、超声波治疗等。应该说超声波的开发与应用有着广泛的空间，相信随着科学的发展和进步，它将给我们的生活带来更多的便利，创造更多的奇迹。

超声波在各行业的广泛应用

超声波方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，最大的特点就是可以以震动的方式传递能量而不影响人类的听觉。超声波的利用主要体现在三个方面:一是微幅高频振动的利用，二是能量传递效果的利用，三是超声信号的利用。

具体地说，就是超声马达、超声换能和超声传感，目前大部分超声波应用都可以归结到这三个类别里面，比如测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。

在农业生产中，可以用超声波对有机体细胞的杀伤特性来进行消毒灭菌，对作物种子进行超声波处理，有利于种子发芽和作物增产。此外超声波的液体处理和净化还可应用于环境保护中，例如超声波水处理、燃油乳化、大气除尘等。

超声波在工业中可用来对材料进行检测和探伤，可以测量气体、液体和固体的物理参数，可以测量厚度、液面高度、流量、粘度和硬度等，还可以对材料的焊缝、粘接等进行检查。超声波清洗和加工处理可以应用于切割、焊接、喷雾、乳化、电镀等工艺过程中。超声波清洗是一种高效率的方法，已经用于尖端和精密工业。大功率超声可用于机械加工，超声波在拉管、拉丝、挤压和铆接等工艺中得到了广泛应用。

声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪;进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。海水的吸热能力太强，红外线技术无用武之地;水的透光能力差，而吸收阳光的能力却很浓，光学观察设备如望远镜也使用不上。而海水的传声能力却比空气中强得多，声呐机发出一束束不同频率的超声波，再用特殊设备接收反射信号加以分析，就能准确判断周围的情况。因此，声呐技术在军事领域占着不可取代的地位

超声诊断学的历史并不悠久，但在现在的医学诊断学中，却有着难以取代的作用。医学超声波检查的工作原理与声纳有一定的相似性，即将超声波发射到人体内，当它在体内遇到界面时会发生反射及折射，并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的，因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同，医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线，或影象的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变，便可诊断所检查的器官是否发生了病变。

超声学是一门应用性和边缘性很强的学科，从它一百多年来的发展可以看出，超声学是随着它在国防、工农业生产、医学、基础研究等领域中应用的不断深人而得到发展的。它不断借鉴电子学、材料科学、光学、固体物理等其他学科的内容，而使自己更加丰富。同时，超声学的发展又为这些学科提供了一些重要器件和行之有效的研究手段。

直到今天，超声波这一技术还在不断的发展前进，日新月异，在未知的将来又会给我们什么惊喜，带给我们怎样的社会新面貌?让我们拭目以待。