超声波频率,超声波的频率波长波速和什么有?
空气声速约340m/s超声波频率,40kHz超声波在空气中对应波长是340/40mm=8.5mm,100kHz超声波在空气中对应波长是340/100mm=3.4mm。对于一般的超声波测距,比如说倒车雷达的测距,这两个波长也没差多少,精度基本满足需求了。
然后我们来看看衰减,一般情况下,超声波的衰减与频率的幂次方成正比,生物组织中的幂次在1-2之间,水中的幂次一般为2,空气的具体幂次我不是很清楚,但不会很小,甚至可能大于2。我们就取幂次为2,40kHz( )超声波和100kHz( )超声波对应的衰减系数分别为 和 。 。100kHz超声波的衰减系数远大于40kHz超声波的衰减系数,这对于超声波的传播距离影响巨大。
如果牺牲这么多的超声能量,只是为了那么几毫米的精度,不是很值得。
一、如何选择超声波清洗机的功率。
超声波清洗机的功率大时,声强会变大,空化泡的半径与起始半径会变大,空化强度增强。即声强越高,空化越强,有利于清洗作用。但并不是功率越大,对清洗效果越好,而是正确合理的选择超声波功率。声功率越高,空化效果越明显,会产生大量的无用的汽泡,增加衍射衰减,形成声屏障。同时声强越大增加非线性衰减,会影响远离声源的待清洗部件的清洗效果。并且,清洗振板的空化腐蚀更加严重,造成设备寿命变短。超声波的清洗功率选择偏小,则影响工件清洗的时间,造成清洗时间偏长或清洗效果偏差。因此,一般我们在选择超声波清洗设备的时候,工件一般高度在30cm以内的话,那么选择的超声波清洗设备的内槽高度在40cm左右时,选择底部单块振板即可,功率保持在0.3~0.5W每平方厘米。如果工件偏大,或者每次清洗的量偏多时,我们选择的槽体高度在40cm以上,一般会按照升功率来算,一般选择在11w/L。二、如何选择超声波清洗机的频率。超声波空化阀值与频率有密切关系。频率越高,空化阀值越高。频率低,空化阀值越低,越容易产生空化。在低频情况下,液体受到压缩与稀疏作用的时间间隔更长。使气泡能生长到更大尺寸,增强空化强度,有利于清洗作用。所以低频超声波清洗一般在大型部件表面或者污物与工件表面粘合度高的情况下使用。但易损伤腐蚀工件表面。所以对工件表面要求较高的零件不适合选择较低的频率。而且频率低,产生的噪音也相应偏大。高频率的超声波穿透力较强,宜清洗清洗表面光洁度要求较高或表面复杂、盲孔较多的部件。另一方面高频超声波的噪音也偏小,适合于清洗一些精密零件,如一些电子零件、小型轴承加工、磁性材料等。而对于一些特殊工件如集成电路芯片、硅片镀膜的清清则选则更高频率的超声波来进行清洗为宜。而对于一些大的工件如汽车发动机、阀门等大型工件应选择低频的超声波进行清洗。另一方面超声波清洗效果及经济性来考虑,一般选取频率在20~130KHz。具体选择频率应做相应的实验来确定。
一般超声波频率范围在20-40千赫兹,这是指震荡频率,每秒钟含多少个波(或反复变化的次数),而功率是指这种震荡所具有的能量。物体受有同样能量,但频率不同的超声波作用时,结果可能不一样,当然,频率相同,而功率不同(所含能量不同的超声波作用,结果也是有区别的。
超声波发生器的频率在部分设备中,是固定的(如超声波加湿器),只工作在设计频率,但可以调节输出功率大小;但在某些设备中,设置有一定的调整范围供使用者调整,就是说在这些设备中,超声波发生器的频率可以调整,并且在使用中应该调整:如在大型超声波清洗机使用时,为了让被清洗器件在清洗时处于共振状态,在设定了清洗功率后,配合微调输出超声波频率,使清洗效果达到最佳。