试验原理-北京邮电大学物理试验教学中心

能够发生超声波的办法许多，常用的有压电效应办法、磁致弹性效应办法、静电效应办法和电磁效应办法等....。

  能够发生超声波的办法许多，常用的有压电效应办法、磁致弹性效应办法、静电效应办法和电磁效应办法等.咱们把能够在必定程度上完结超声能量与其他方法能量彼此转化的器材称为超声波换能器。 正常的状况下，超声波换能器既能用于发射又能用于接纳.

  在本试验中，选用压电效应完成超声波信号与电信号的转化，即压电换能器，它是使用压电资料的压电效应完成超声波的发射和接纳。

  某些固体物质，在压力（或拉力）的效果下发生变形，从而使物质自身极化，在物体相对的外表出现正、负束缚电荷，这一效应称为压电效应。

  物质的压电效应与其内部的结构有关。下图显现了石英晶体晶格原子在拉力改变下晶格的改变状况。

  当给压电晶片南北极施加一个电压短脉冲时, 因为逆压电效应，晶片将发生弹性形变而发生弹性振荡。振荡频率与晶片的厚度和声速有关, 恰当挑选晶片的厚度能够取得超声频率规模的弹性波, 即超声波。此种方法发射出的是一个超声波波包，一般称为脉冲波。

  超声波在介质中传达的波形取决于介质能接受何种效果力以及怎么对介质激起超声波。一般有如下三种:

  纵波波型：当介质中质点振荡方向与超声波的传达方向共同时，此超声波为纵波波型。任何固体介质当其体积发生替换改变时均能发生纵波。

  横波波型：当介质中质点的振荡方向与超声波的传达方向相笔直时，此种超声波为横波波型。因为固体介质除了能接受体积变形外，还能接受切变变形，因而，当其有剪切力替换效果于固体介质时均能发生横波。横波只能在固体介质中传达。

  外表波波型：是沿着固体外表传达的具有纵波和横波的两层性质的波。外表波能够看成是由平行于外表的纵波和笔直于外表的横波组成, 振荡质点的轨道为一椭圆，在距外表1/4波长深处振幅最强，跟着深度的添加很快衰减，实际上离外表一个波长以上的当地，质点振荡的振幅现已很弱小了。

  使用超声波进行勘探的另一个原因是超声探头发射的能量具有较强的指向性。指向性是指超声波探头发射声束分散角的巨细。分散角越小，则指向性越好，对方针定位的准确性越高。在固体资料的尺度丈量、不损伤原有设备的检测、超声确诊、潜艇导航等超声使用中，都使用了超声波的这一特色。