超声波详细的工作原理

丽江粑粑2023-02-03  40

超声波工作原理:超声波清洗原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质,清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡,存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动,当声压达到一定值时,气泡迅速增大,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压,破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而黏附在

清洗件表面是,油被乳化,固体粒子及脱离,从而达到清洗件净化的目的,且通过其空化作用达到洗盲脚的作用。超声波的危害:超声波在生物体内传播时,通过组织间的相互作用,导致生物体机能和结构变化,称为超声波的生物效应,产生生物效应的机制是热效应和空化效应。

所谓的热效应是指超声波传播过程中,部分能量被生物组织吸收转变为热能,使组织温度增高;空化效应是指超声波传播过程中与组织中的气核或微气泡相互作用,使其突然爆破,产生巨大的瞬间压力,使组织内部结构改变。

低剂量超声是潜在的致癌与致畸形因素,而且不同频率、不同声强对不同个体有一定危害。因为超声波对固体和液体都有很强的穿透本领,能量较大时可以使物质微粒作高频振动,部分能量还可以转变为热能,使局部温度升高。高强度的脉冲超声波在含有微米级小气泡的液体中传播时,可导致气泡收缩、膨胀以至猛烈爆炸,这种现象称为“空化现象”。不久前美国著名超生物物理专家卡斯坦森指出,某些临床使用的超声图像诊断仪的最大输出强度已达1千瓦/平方厘米,这个强度足以使生物体产生瞬态空化现象。对生物体来说,瞬态空化作用时,靠近爆炸气泡附近的细胞会受到损伤,一般说来,在人体内大多数器官和生物流体中,损伤少量细胞不会对人体产生危害。超声波对人体危害的原理:超声波对人体危害的原理是,超声波在生物体内传播时,通过组织间的相互作用,导致生物体机能和结构变化,称为超声波的生物效应,产生生物效应的机制是热效应和空化效应。

所谓的热效应是指超声波传播过程中,部分能量被生物组织吸收转变为热能,使组织温度增高;空化效应是指超声波传播过程中与组织中的气核或微气泡相互作用,使其突然爆破,产生巨大的瞬间压力,使组织内部结构改变。

1.超声波的发生:超声的发生和接收是根据压电效应的原理,由超声诊断仪的换能器或探头来完 成。探头就是超声仪的波源。压电晶片置于探头中由主机发生变频交变电场,并使电场方向与压电晶体电轴方向一致,压电晶体就会在交变电场中沿一定方向发生强烈的拉伸和压缩(电振荡所产生的效果),即机械振动,于是就产生了超声,在这一过程中,电能通过电振荡转变为机械能继而转变为声能。因此把这一过程称为负压电效应。如果交变电场频率大于20000Hz所产生的声波即为超声波。

2.超声波的接收:超声在介质中传播,遇到声阻抗相差较大的界面时即发生反射,反射波被超声 探头接收后就会作用于探头内的压电晶片,使压电晶片发生压缩和拉伸,于是改变了压电晶片两端表面电荷(即异名电荷)即声能转变为电能,超声转变为电信号这就是正压电效应,主机将这种高频变化的微弱电信号进行处理、放大以波型、光点、声音等形式表现出来,产生影像。

3.绕射:超声遇到小于其波长一半的物体时,会绕过障碍物的边缘继续向前传播,称绕射或衍射。实际上,当障碍物与超声的波长相等时,超声即可发生绕射,只是不很明显,根据超声绕射的规律在临床检查时应根据被探测目标的大小,选择适当频率的探头,使超声波的波长比探查目标小的多。以便超声波在探查目标时不发生绕射,把比较小的病灶检查出来,提高分辨率和显现力。

超声波又称为环形usm

它的结构和原理

传统的马达都是基于电磁原理工作的,将电磁能量变换成转动能量。而usm则是基于利用超声波振动能量变换成转动能量的全新原理来工作的。

根据将超声波振动能量变换的方法来分,有三类usm:

1、驻波型(standing

wave

type);

2、行波型(traveling

wave

type);

3、振簧型(vibrating

reed

type).

canon

ef镜头中使用的usm,全部属于行波型。

环形usm的结构很简单:由具有弹性的定子和转子组成。

定子是一金属环,底部有压电陶瓷元件,上部均匀排列着梯形凸出物。

定子是用特殊材料制造的,它的热膨胀系数同压电陶瓷元件的一样,这样可以避免温度变化的影响。

转子是一个铝质环,通过凸缘状弹簧与定子结合在一起。由于铝材比较软,所以结合部位是经过特殊处理,增加其耐磨性能。

usm的基本特点:

1、具有低转速大扭矩的输出特性;

2、制动力矩大;

3、结构简单;

4、马达启动和制动的可控性非常好;

5、转动声音非常小,几乎无声。

canon环形usm除具备上述基本特点外,自身的特点:

6、高效率,低功耗;

7、环形的马达可以与镜身完美地结合;

8、低转速,特别适合镜头的af驱动;

9、转动速度可以在0.2rpm

~

80rpm范围内任意控制;

10、可以实现灵敏度可调的电子mf;

11、工作环境温度是:-30℃

~

+60℃。

现在基本使用的是usm-m1和usm-l1,usm-l2已经不再使用。


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