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    超聲波應用新進展-超聲波控制物體懸浮
    日期:2014/4/7 10:10:00    閱讀:
      超聲波是指振動頻率超過人類聽覺范圍的聲波,該聲波大于人耳說能聽到的最高閾值20KHZ。超聲波具有方向性好,穿透能力強,易于獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。超聲波的主要特性有:
      1  超聲波的束射性:超聲波在傳播時,方向性強,能量易于集中。由于超聲波頻率很高,所以方向性就相對要強,方向性即柬射性。當超聲波發生體壓電晶體的直徑尺寸遠大于超聲波波長時,則晶體所產生的超聲波就類似于光的特性,也就是方向性好。
      2 能量大:聲強與振幅,質點震動頻率的關系I=1/2ρCA^2ω^2,相同振幅條件下,能量與頻率的平方正比。超聲波可傳遞很強的能量。由于頻率很高,所以具有很大的能量。超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現象。 超聲波在液體介質中傳播時,可在界面上產生強烈的沖擊和空化現象。
      3 透射、反射和折射:超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播。 超聲波能在各種不同媒質中傳播,且可傳播足夠遠的距離。在兩種不同媒質的分界面上,會出現類似于光線一樣的透射、反射和折射現象,普通聲波也有此性質。
      4 超聲與傳聲媒質的相互作用適中,易于攜帶有關傳聲媒質狀態的信息。
      超聲波的應用范圍主要有:超聲波目前已經應用的領域有測距,測厚,探傷,液位測量,測速,清洗,焊接,碎石,醫療診斷,殺菌消毒,除蟲機,驅逐器,洗牙,水下潛艇通信等許多領域。據悉,最進在超聲波技術領域有一項新的驚喜,據國際在線報道,日本研究者利用超聲波控制物體懸浮空中。日本東京大學的一位名叫落合陽一的研究生卻把自己“物體懸浮術”的表演和原理制作成視頻并上傳到了視頻網站上。視頻中,許多細小的白色物體隨著古典音樂的旋律,在空中時而升降、時而行進、時而變化隊形,如同訓練有素的儀仗隊一般。而這一切都是通過超聲波實現的。落合陽一介紹說,實際上利用超聲波實現細小物體的懸浮并非新技術,而成功對懸浮物進行運動控制才是他此項研究的核心所在。隨著機器啟動,原本散落的塑料泡沫騰空而起,然后懸浮在空中,還可以擺出各種形狀。要產生這種效果,關鍵在于揚聲器的獨特排列方式!斑從沒有人能利用超聲波讓物體在三維空間內進行運動。我認為如果不能做到這一點,這項技術的使用價值便會大打折扣。而我則首次成功實現了對懸浮物體的運動控制!毖芯咳藛T使用了4組揚聲器,使它們彼此相對。通過控制每個揚聲器的聲波輸出,可以對物體漂浮的位置進行調節。由于超聲波已經超出了人類的聽力范圍,因此整個過程實際上是聽不到的!袄寐暡ǹ刂茟腋∥锏暮锰幘驮谟谒浅5木_。舉例來說,你可以控制一個一毫米寬的物體從一個恰好一毫米的空隙中穿過,或者你也可以將一個很細小的物體僅移動幾個毫米。由于電子制造業中的很多零部件都十分細小,因此我認為利用超聲波懸浮技術來對它們進行控制再合適不過了!睎|京工業大學專門研究超聲波懸浮技術應用的中村建太郎教授表示,落合陽一的這項研究將來可以被廣泛應用到許多領域!坝捎谶@項技術可以實現讓液體在空中運動而不接觸任何其他物體,因此會使很多藥品和新型材料的制造成為可能。另外物體如果可以懸浮在空中并能根據需要進行運動的話,很多研究工作會變得容易很多!弊詈舐浜详栆贿表示,隨著自己研究的不斷深入,也許有一天超聲波可以讓質量更大的物體甚至是人懸浮在空中。

     
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