超聲光柵效應(yīng)及應(yīng)用論文

1、本科畢業(yè)設(shè)計論文本科畢業(yè)設(shè)計論文題目題目：超聲光柵效應(yīng)及應(yīng)用超聲光柵效應(yīng)及應(yīng)用院、院、 系：系： 數(shù)理系數(shù)理系 學科專業(yè)：學科專業(yè)： 應(yīng)用物理學應(yīng)用物理學 學學 生：生： 學學 號：號： 041004132041004132 指導教師：指導教師： 2008 年 6 月i超聲光柵效應(yīng)及應(yīng)用超聲光柵效應(yīng)及應(yīng)用摘摘 要要超聲光柵效應(yīng)是聲光相互作用的一種典型類型，尤其是在聲光作用距離較小情況下，光波通過介質(zhì)時，介質(zhì)折射率形成近似不隨時間變化的空間周期性分布，因而光波通過這種周期性分布的介質(zhì)時，其位相會受到調(diào)制。超聲光柵是一種可擦除的實時光柵，其光柵常數(shù)可以通過超聲波的頻率來控制,利用超聲光柵技術(shù)可以對

2、聲波特性 (如頻率、波速、波長、聲壓衰減、相位等) 等進行測量。隨著激光技術(shù)的發(fā)展,聲光相互作用在控制光的強度、傳播方向等方面又得到了新的應(yīng)用，因此越來越受到人們的關(guān)注。本文研究了液體中聲光相互作用的機理，包括介質(zhì)中聲波的傳播形式、聲光相互作用的類型，著重研究了聲光拉曼-奈斯衍射的機理，以及聲光拉曼-奈斯衍射在超聲聲速和液體濃度測量中的應(yīng)用。理論和實驗研究結(jié)果表明:（1）對于同一種入射光，在相同濃度的液體中，存在一超聲頻率使得衍射的級數(shù)最多，衍射的條紋亮度最高,此應(yīng)恰好是超聲換能器的共振頻率，該頻率應(yīng)在 10.30mhz 附近。 （2）利用高壓汞燈不同譜線測量得到超聲聲速值與公認值比較符合，測

3、量精度較高。（3）利用 he-ne 激光作為光源，測得的聲速值與公認值差別較大。此由于激光強度大，衍射光斑尺寸大，測量衍射條紋間距時精度較低的原因。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：超聲光柵；拉曼-奈斯衍射；聲速；濃度；衍射條紋iiultrasonic grating effect and applicationabstractthe ultrasonic grating effect is one typical type of acousto-optic interaction , in the case of small range coverage of acousto-optic , when the

4、light wave passes through the medium, the medium refractive index forms spatial periodicity distribution which is not along with the time variation approximately, when therefore light wave through this periodic distributed medium , its phase will receive the modulation. the ultrasonic grating is the

5、 real-time diffraction grating which may clean, its constant may be controlled through the frequency of ultrasonic wave, using the technology of ultrasonic grating can calculate the characteristic of sound wave ,such as the frequency, the wave velocity, the wave length, more weaken sound pressure, t

6、he phase. along with laser technology development, the acousto-optic interaction also obtained the new application in control of light intensity, the direction of propagation , therefore more and more people pay an attention to it. this article researches the mechanism of acousto-optic interaction i

7、n liquid, including dissemination form of sound wave in medium, the type of acousto-optic interaction , putting an emphasis on studying acousto-optic raman - nath diffraction mechanism, and acousto-optic raman - nath diffraction is applied to the sonic speed and the density of fluid. the result of t

8、he theory and the experimental study indicated:(1) the identical incident light in same density liquid makes diffraction progression more under an ultrasonic frequency and makes diffraction stripe brighter, this should be ultrasonic transducers resonance frequency which is nearby 10.30mhz exactly ;(

9、2) using different spectral line of the high pressure mercury lamp is to obtain the sonic speed value ,which have comparison with theoretical value ,we can see that they are quite close ,meanwhile we can obtain that the accuracy of measurement is high.(3) when he-ne laser is taken as the light sourc

10、e ,obtaining sonic speed value have a big difference with theoretical value, because the intensity of laser is strong, and the size of its diffraction facula is big ,so diffraction fringe spacing precision is low keywords: ultrasonic grating; raman - nath diffraction; sonic speed; density; diffracti

11、on fringe,i目目 錄錄中文中文摘要摘要 .i i英文摘要英文摘要 .iiii一一 緒緒 論論 .1 11.1 超聲波 .11.2 超聲光柵的發(fā)展 .2二二 聲光衍射理論的概述聲光衍射理論的概述 .3 32.1 介質(zhì)中聲波形式 .32.1.1 行波場 .32.1.2 駐波場 .32.2 聲光相互作用的兩種類型 .42.2.1 拉曼-奈斯衍射 .42.2.2 布拉格衍射 .72.3 聲光調(diào)制器 .10三三 超聲光柵測量液體聲速的研究超聲光柵測量液體聲速的研究 .12123.1 液體中聲速測量的基本原理【3-7】.123.2 測量裝置 .143.3 實驗測量中的幾點討論 .153.4 實驗

12、測量結(jié)果及分析 .15四四 超聲波在其它方面的應(yīng)用超聲波在其它方面的應(yīng)用 .19194.1 超聲波測量液體位置的研究15.194.2 超聲波清洗技術(shù)的研究2.194.2.1 超聲波清洗的原理 .204.2.2 超聲波清洗機的應(yīng)用 .20ii4.3 超聲檢測 .214.4 超聲波在生物發(fā)酵上的應(yīng)用17.22五五 結(jié)結(jié) 論論 .2525致致 謝謝 .2626參考文獻參考文獻 .2727附錄附錄 a a .2929一 緒 論1一一 緒緒 論論1.11.1 超聲波超聲波從 1880 年居里發(fā)現(xiàn)了壓電現(xiàn)象以及 1893 年 galton 發(fā)現(xiàn)了超聲哨子時，就建立了超聲波領(lǐng)域。1986 年,英國皇家化學會

13、在 warmick 大學召開了第一次聲振化學(sonochemistry)會議,反映了本領(lǐng)域的研究進展，引起了工業(yè)界和學術(shù)界的興趣, 聲振化學的發(fā)展已能與光化學、激光化學、熱化學和高壓化學相提并論。超聲波和聲波一樣,是物質(zhì)介質(zhì)中的一種彈性機械波,只是頻率不同。超聲學是涉及 20khz以上頻率聲波的一個聲學分支，人耳一般聽不見，它在介質(zhì)中傳播形式可分為兩種情形:（1）低振幅傳播。此時,超聲波并不改變所通過材料的理化特性,超聲波測量就主要是由這類超聲波完成；（2）高能傳播。此時,超聲波對傳播介質(zhì)發(fā)生影響。在彈性介質(zhì)中傳播的超聲波的頻率 f 和周期 t 一般取決于聲源的振動頻率和周期，它們與介質(zhì)本身

14、的特性無關(guān)。而超聲波是通過電磁振蕩與機械振動的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn),超聲波的發(fā)生通常有三種方法：磁控振蕩、壓電晶體振蕩和機械振蕩,前兩種方法一般不適合液體乳化混合操作,比較適用的是機械振蕩方法，完成這種轉(zhuǎn)換的裝置稱為電聲換能器。由于超聲波的波長很短, 頻率很高,因而具有一系列與通常聲波不同的特點。由于超聲波的波長比在同樣介質(zhì)中的聲波波長短得多,衍射現(xiàn)象不明顯,所以可以像光一樣沿直線傳播,具有很好的定向性。超聲波同樣有干涉現(xiàn)象,能產(chǎn)生駐波。實驗證明超聲波遵守折射和反射定律,能夠加以匯聚,以獲得巨大能量。由于波的強度正比于頻率的平方,所以在相同的振幅時,超聲波比普通聲波具有大得多的能量。超聲波應(yīng)用的研究由來

15、已久，20100khz 的超聲波作為能量作用：用于清洗、塑料熔接及許多化工過程。210mhz 的超聲波作為傳播作用：用于醫(yī)學掃描、化學分析及松弛現(xiàn)象的研究。一般認為超聲在物質(zhì)介質(zhì)中的相互作用的強弱與超聲波的頻率和強度有關(guān)，超聲波的作用可歸納為以下幾個方面1：（1）加熱作用：介質(zhì)總體溫度的上升是由于吸收聲波。（2）結(jié)構(gòu)影響：當流體放置于高強聲場中時，動力攪拌和剪切應(yīng)力將影響其結(jié)構(gòu)特性。（3）壓縮和松弛作用：當高強聲能波通過固體介質(zhì)時，將會出現(xiàn)快速的壓縮和松弛作用。（4）聲沖流：高強的超聲波在液、固和氣固界面能引起比較強烈的流，稱為“聲沖流（5）空化作用：在超聲波壓力場內(nèi)，空化氣泡的形成、增長和劇

16、烈破裂以及由此引發(fā)的一系列理化效應(yīng)。因此超聲波在物理、生物、醫(yī)學、測量等學科及工業(yè)、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。如超聲清洗、超聲霧化、超聲探測、超聲乳化混合、西安工業(yè)大學學士學位論文2超聲全息顯示及聲光效應(yīng)等。1.21.2 超聲光柵的發(fā)展超聲光柵的發(fā)展1922 年,布里淵(l . brillouin)曾預言,當高頻聲波在液體傳播時,如果有可見光通過該液體,首次提出聲波對可見光會產(chǎn)生衍射效應(yīng)。這一預言在10 年后得到了驗證,這一現(xiàn)象被稱作聲光效應(yīng)。若聲光作用距離l較小,光波通過時,介質(zhì)折射率的空間周期性變化性質(zhì)可近似認為是時間不變的,其位相受到的調(diào)制,如同經(jīng)過一個正弦位相光柵,正弦位相光柵與普通平面

17、矩形光柵的衍射主極大滿足類似的光柵方程。1935年,拉曼( raman) 和奈斯(nath) 對聲光效應(yīng)進行研究發(fā)現(xiàn),在一定條件下,聲光效應(yīng)的衍射光強分布類似于普通的光柵,所以也稱為液體中的超聲光柵【1】。超聲光柵是一種可擦除的實時光柵,它的光柵常數(shù)和位相調(diào)制深度可以通過超聲波的頻率和振幅來控制, 因此越來越受到人們的關(guān)注，利用超聲光柵技術(shù)可以對聲波特性 (如頻率、波速、波長、聲壓衰減、相位等) 等進行測量；也可以進行聲波定位、探傷、測距；檢測聲學在實際應(yīng)用中也越來越廣泛，例如無損檢測、探傷、流體測速、定位、測距等聲學檢測領(lǐng)域也尤為重要。特別是超聲光柵的多普勒頻移技術(shù)，在外差干涉測量等領(lǐng)域得到

18、了廣泛的發(fā)展。近些年，隨著激光技術(shù)的發(fā)展,聲光相互作用在控制光的強度、傳播方向等方面又得到了新的應(yīng)用。因此研究液體中的超聲光柵現(xiàn)象具有重要的實際意義。二 聲光衍射理論的概述3二二 聲光衍射理論的概述聲光衍射理論的概述超聲波是一種彈性波，當它通過介質(zhì)時，介質(zhì)中的各點將出現(xiàn)隨時間和空間周期性變化的彈性應(yīng)變。由于彈光效應(yīng)，介質(zhì)中各點的折射率也會產(chǎn)生相應(yīng)的周期性變化。當光通過有超聲波作用的介質(zhì)時，相位就要受到調(diào)制，其結(jié)果如同它通過一個衍射光柵，光柵間距等于聲波波長，光束通過這個光柵時就要產(chǎn)生衍射，這就是通常觀察到的聲光衍射，而這種衍射光柵被稱為超聲光柵。入射光將被光柵衍射，衍射光的強度、頻率和方向都隨

19、超聲場而變化。聲光調(diào)制器就是利用衍射光的這些性質(zhì)來實現(xiàn)光的調(diào)制和偏轉(zhuǎn)的。2.12.1 介質(zhì)中介質(zhì)中聲波聲波形式形式2.1.12.1.1 行波場行波場聲場以行波場在介質(zhì)中傳播，此時介質(zhì)折射率的增大或減小交替變化，并以聲速s（一般為 103量級）向前推進。此時由于光速 108遠大m sm s于聲速，故對光波而言，聲場形成的“相位光柵”可以看作是靜止的。設(shè)聲波角頻率,波矢，則ss2s （2.1.1.1）( , )sin()ssa x tatx式中表示質(zhì)點瞬時位移，a 為質(zhì)點位移幅度。( , )a x t近似的認為介質(zhì)折射率變化正比于介質(zhì)質(zhì)點沿方向位移的變化率。x則： （2.1.1.2）( , )co

20、s()sssdan x tatxdx （2.1.1.3）( , )=cos)ssn x tntx即（從而行波場的折射率分布：（2.1.13001( , )=cos)cos)02ssssn x tntxpstxnnn（.4）式中： 為超聲波引起的介質(zhì)應(yīng)變，為材料的彈光系數(shù)。sp2.1.22.1.2 駐波場駐波場由波長、振幅、位相相同，傳播方向相反的兩束聲波疊加而成。由駐西安工業(yè)大學學士學位論文4波方程： （2.1.2.1）( , )2 cos(2)sin(2)ssxta x tat其形成折射率分布的規(guī)律與駐波相同，即波腹： （n=0、1、2、）各點振幅最大（=2a）24sxn波節(jié)： （n=0、1

21、、2、）各點振幅最小（=0）(21)4sxn相鄰波節(jié)，相鄰波腹之間的距離為。2s根據(jù)駐波的特點，波腹和波節(jié)在介質(zhì)中的位置是固定的，故其形成的光柵在空間也是固定的。聲駐波形成的折射率變化為： （2.1.2.2）( , )2sinsinssn x tntx 由于一個周期內(nèi)，介質(zhì)出現(xiàn)兩次折射率疏密層，并波節(jié)處密度保持不變，因而折射率每隔半個周期在波腹處變化一次，由極大（或極?。?st變?yōu)闃O小或極大，兩次變化的一瞬間各部分折射率相同，相當于一無聲場作用的均勻介質(zhì)。 故若超聲頻率為，則光柵出現(xiàn)和消失次數(shù)為，因而光波通過sf2sf介質(zhì)所得到的調(diào)制光頻率為聲波頻率 2 倍。2.22.2 聲光相互作用聲光相互

22、作用的兩種類型的兩種類型按照聲波頻率高低，聲波和光波作用長度的不同，聲光相互作用分為拉曼奈斯衍射和布拉格衍射兩種類型。對于給定的超聲頻率，聲光相互作用較長時，即超聲波的寬度 l 較大時，衍射光才能通過聲光相互作用后得到相干相長，該級衍射光的強度隨作用長度 l 不斷增長。這種情況下，入射光可以全部轉(zhuǎn)化為衍射光，致使衍射效率達到 100%，這種情況被稱為布拉格衍射。而當 l 較小時，對于各級衍射光存在多極衍射，最強的一級光衍射效率也不會超過 34%，稱這種衍射為拉曼-奈斯衍射。2.2.12.2.1 拉曼拉曼- -奈斯衍射奈斯衍射當超聲波頻率較低，聲光作用區(qū)的長度較短，光線平行于超聲波波面入射（即垂

23、直超聲波傳播方向入射）時，將產(chǎn)生拉曼- 奈斯衍射。西安工業(yè)大學學士學位論文5（1）特點：聲光介質(zhì)可視為一靜止的平面相位光柵。 （c ）s光波平行通過介質(zhì)，幾乎不通過聲波面。 （）s光波僅受到相位調(diào)制，通過折射率大的部分波前推遲，通過折射率小的部分，波前超前。從而出射波振面成為一折皺曲面，出射面各子波源發(fā)出的子波將發(fā)生相干作用，形成與入射光對稱分布的多級衍射條紋。（2）光波的衍射方向及強度分布設(shè)聲光寬度，沿方向傳播，波長，角頻率，波矢量指lxsss向軸，入射光波矢量，指向軸。 聲波在介質(zhì)中引起的彈性應(yīng)變場；xiy （2.2.1.1）10sin()sstxss相應(yīng)的有：（折射率橢球系數(shù)變化） （2

24、.2.1.2）201()sin()ssptxsn （2.2.1.3）0012sin()2ssnptxsn 式中：材料的彈光系數(shù)；p在光波速度大于聲速時，將聲波場視為不隨時間變化的超聲場時（此時，無論是行波場還是駐波場，把時間看作是靜止于某一時刻，則含有時間項為一常數(shù)，在式中僅相當于行波初相位；駐波振幅模式因子） ，略去上式中時間的依賴關(guān)系，則沿方向的折射率分布可簡化為：x （2.2.1.4）0( )sinsn xnxn式中：平均折射率，聲致折射率變化。由于介質(zhì)的折射率周0nn期性發(fā)生了變化，故對入射光可進行相位調(diào)制。設(shè)平面光波垂直入射，其介質(zhì)的前表面處，入射光波場為：2ly （2.2.1.5）

25、 exp()incaite則在出射面處()光場為：2ly 02exp( )exp( )exp( ) )exp(sin)outiiscllaitn xaitn xaictn x laictl nxcctne 西安工業(yè)大學學士學位論文6 （2.2.1.6） 由衍射理論，將出射面分成若干個子光源，則在很遠處的點，總的p衍射光強是所有子波源貢獻之和，故有： （2.2.1.7）22expsin()qpisqilxl nxdxkke 式中，為衍射方向的正弦，為入射光寬度。sinlq令：，則上式化為：2nl22expsin()qpisqilxxdxe 22cossin()sinsin()qisisqlxxi

26、lxxdx222cos()cos( sin()sin()sinsin()qisiqlxxlxsxdx22sin()cos( sin()cos()sin( sin()qisisqilxxlxxdx （2.2.1.8） 利用貝塞耳函數(shù)： 20cossin()2( )cos(2)ssrrxrxj （2.2.1.9） 210sinsin()2( )sin(21)ssrrxrxj （2.2.1.10）代入后積分可得其虛部=0實部為：20sin(2)sin(2)22( )(2)(2)22isisprrisisqqlrlrqqqlrlrje 210sin(21)sin(21)22( )(21)(21)22i

27、sisrrisisqqlrlrqqqlrlrj （2.2.1.11）根據(jù)上式，衍射光強各項取極大值的條件： （） （2.2.1.12）0islm0m 整數(shù)西安工業(yè)大學學士學位論文7上式中，當角和波矢確定后，其中某一項為極大值時，其余項的貢s獻幾乎為零。不同時，對應(yīng)不同角方向衍射極大值。m （2.2.1.13）sinsislmm 衍射光的級數(shù)。m各級衍射光的強度為： ， （2.2.1.14）2( )mmij2inlnl 衍射光特點：a.拉曼奈斯衍射的光波在定場形成一組衍射光，各級衍射光對稱地分布在零級條紋兩側(cè)。b.由于，故同級次衍射光強度相等。22( )( )mmjjc.由于，故在無吸收時各級極

28、值光強之和等入221( )2( )10mjj射光強，即光功率守恒。d.考慮時間因素后，光波與聲波場作用，各級衍射光將產(chǎn)生多普勒頻移，由能量守恒原理，有：即行波場衍射光強受的調(diào)制，isms，故頻移忽略。sc2.2.22.2.2 布拉格衍射布拉格衍射當聲波頻率較高時，聲光作用長度較大時，光束與聲波波面間以一l定的角度斜入射時，光波在介質(zhì)中要穿過多個聲波面，故介質(zhì)具有“體光柵”的性質(zhì)。此種情況下，當入射角滿足一定條件時，介質(zhì)內(nèi)各級衍射光相互干涉，高級次衍射光互相抵消，只出現(xiàn) 0 級、+1 級（或-1 級） （由入射光方向而定）衍射光。在合理選擇參數(shù)，超聲場足夠的強時，會使入射光能量幾乎全部的轉(zhuǎn)移到+

29、1 級（或-1 級）衍射極值上，從而使光能量得到充分利用，器件獲得較高的效率，布拉格衍射的效率在超聲能量足夠大的時候可以達到100%。 （1）布拉格方程： （2.2.2.1）2sinsbn西安工業(yè)大學學士學位論文8即 （2.2.2.2）sin22bsssnnf式中：，為布拉格角?？梢?，只有入射角等于布拉格idbbi角時。在聲波面上衍射的光波才具有同相位，滿足相干加強條件，得b到衍射極值布拉格衍射。（2）布拉格衍射光強與聲光材料特性和聲場強度的關(guān)系根據(jù)推論，當入射光強為時，布拉格衍射的零級和 1 級衍射光強分ii別為： 零級 )2(cos20iii（2.2.2.3） 一級 )2(sin21iii

30、（2.2.2.4）式中為光波穿過長度的超聲場時，所產(chǎn)生的附加相位延遲。nl2l各向同性介質(zhì)中、光波和聲波沿某些對稱方向傳播時 （2.2.2.5）pspsnnn）（或23121介質(zhì)的彈光系數(shù)p介質(zhì)在聲場作用下的彈性應(yīng)變幅度。s與超聲驅(qū)動功率有關(guān)，而超聲驅(qū)動功率與換能器面積（換能器spshlh的寬度，換能器的長度） ，聲速和能量密度（介質(zhì)的lsss2221密度）有關(guān)，從而有： hlsshlsspss232221)21(（2.2.2.6）可得： shlsps32（2.2.2.7）spshlppsninpnnss3333322122121 西安工業(yè)大學學士學位論文9（2.2.2.8）式中：稱為超聲強度

31、。hlpsis把上述的表達式代回，衍射光強中可得一級衍射光的衍射效率：n )2(21sin21nliiis )2212(21332sinsplins ipnssl)(23262sin pmimsshll2222)(22sinsin或 （2.2.2.9） 式中：，稱為聲光材料的品質(zhì)因數(shù)（或為聲光優(yōu)質(zhì)指標） ，spnm3262是聲光介質(zhì)的物理參數(shù)組合，其由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，其是選擇聲光介質(zhì)的主要指標之一。根據(jù)上式可見：超聲功率一定時，欲使衍射光強最大，則要選擇大的材料，psm2并且把換能器做成長而窄。 （大，小）lh當超聲功率足夠大時，以致使時，ps2)(22pmshl，入射光能量全部轉(zhuǎn)入一級衍

32、射光中。001100iiis當超聲功率改變時，衍射功率隨之改變，因而可以通過控制pss（即控制電聲換能器的電功率）就可以達到控制衍射光的目的。ps聲光器件一般多用布拉格衍射效應(yīng)。同時我們也可以利用光的粒子性，從聲光相互作用前后總的能量和動量守恒的角度出發(fā)，推導出布拉格衍射的條件以及衍射效率表達式。西安工業(yè)大學學士學位論文10已知光子的能量為，動量為，其中和2hh2iihkk 為入射光的角頻率和波矢量。聲子的能量為，動量為，其ik2sh2shk中和分別為聲波的角頻率和波矢量。聲光相互作用滿足能量及動量ssk守恒： （2.2.2.10）dis （2.2.2.11）diskkk其中，分別為入射光、衍

33、射光以及聲波的波矢。skikdk2.32.3 聲光調(diào)制器聲光調(diào)制器通過前面的討論不難看出，應(yīng)用聲光相互作用，可以對光波的強度、相位、傳播方向和頻率等進行調(diào)制。 聲光調(diào)制器一般由聲光晶體、壓電換能器、吸聲（或反射）裝置、驅(qū)動源等組成。驅(qū)動源產(chǎn)生高頻功率信號，由電極加到壓電換能器兩端，壓電換能器將電功率信號轉(zhuǎn)換成超聲波，通過耦合層耦合到聲光介質(zhì)中，介質(zhì)在超聲波的作用下，折射率發(fā)生變化，形成位相光柵，對入射光波進行調(diào)制。 聲光介質(zhì)是聲場與光相互作用的場所，在選擇聲光介質(zhì)時應(yīng)該考慮如下因素：（1）工作波長 要使晶體對工作的波長具有相當高的透過率。（2）聲光優(yōu)值 應(yīng)盡量選擇聲光優(yōu)值高的晶體。（3）要選擇

34、理化性能穩(wěn)定易于加工的材料。壓電換能器是將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的部分，通常由 x 切割的石英晶片或切割的鈮酸鋰晶片來實現(xiàn)，晶體產(chǎn)生機械振動方向的厚度主036y要由聲光調(diào)制器工作的頻率來決定，通常的厚度在十幾到幾十微米的量級。頻率越高，要求壓電晶體越薄。忽略由于橫向壓縮而引起的橫向振動，即認為壓電晶體的橫向尺寸是無窮大，則其固有頻率和厚度的關(guān)系為：0fd （2.3.1） 11012dfc式中晶體的彈性模量；11c西安工業(yè)大學學士學位論文11 晶體的密度。聲光調(diào)制器存在三個效率，一是換能器上電功率與驅(qū)動源輸出電功率的比值，即驅(qū)動源的電功率有多少能夠耦合到換能器上；二是聲光介質(zhì)中的超聲功率與加到換能器

35、兩端的功率之比；三是參與聲光相互作用的超聲能量占介質(zhì)中總超聲波能量的比值。聲光器件總效率是這三個效率的乘積。 我們首先考慮第一個效率。壓電換能器的電學特性可以等效為一個由電感、電容和電阻組成的電路。要獲得最大的電能轉(zhuǎn)換效率，必須使換能器和驅(qū)動源的阻抗相匹配。壓電晶體的等效電參數(shù)為 （2.3.2）328lhlde （2.3.3）228mdrhle （2.3.4）228hlccde （2.3.5）14hldc式中 壓電常數(shù)；壓電晶體的介電常數(shù)；介質(zhì)的機械em損耗常數(shù)； 彈性模量。c第二個效率取決于壓電晶體的機械耦合效率以及壓電晶體與聲光晶體之間的聲阻抗匹配。當在晶體中施加電壓時，晶體的電容性質(zhì)使得

36、在晶體中會儲存一定的電能，壓電晶體又是一個可以產(chǎn)生機械振動的裝置，壓電晶體將電能轉(zhuǎn)化成機械能的效率可以由晶體的機電耦合系數(shù)來描述，它是由晶體的機電特性決定的，用表示，石英晶體的=10%。kk為了能夠無損耗或者較小損耗地將超聲能量傳至聲光介質(zhì)當中，換能器的聲阻抗應(yīng)盡量接近聲光晶體的聲阻抗，這樣可以減少反射損耗。實際上，調(diào)制器在兩者之間需要加適當耦合層，耦合層的作用一般有三個：將聲功率耦合到聲光介質(zhì)中；將換能器粘在聲光介質(zhì)上；可以作為換能器電極。通常工作在較低頻率的的調(diào)制器，采用環(huán)氧樹脂做鍵合層，工作在較高頻率時，采用將超聲晶體和換能器鍍銦或錫等金屬然后在一定的溫度下壓焊。為了提高晶體內(nèi)部的超聲利

37、用率，就要考慮聲束和光束匹配問題。聲光調(diào)制器在工作的時候，考慮到調(diào)制速度的要求，入射光斑要小，通常采用聚焦方式工作，這樣光束就有一定的發(fā)散角。高斯光束的發(fā)散角為21e西安工業(yè)大學學士學位論文12。為聲光介質(zhì)中高斯光束的腰部直徑。而超聲發(fā)散角4d d，為換能器長度 ，為超聲波波長。兩者之比為：slls 4slad（2.3.6）實驗證明，時，超聲能量和光能的利用率較高，衍射效率最高。1.5a 三 超聲光柵測量液體聲速的研究13三三 超聲光柵測量液體聲速的超聲光柵測量液體聲速的研究研究3.13.1 液體中聲速測量的基本原理液體中聲速測量的基本原理【3-7】【3-7】壓電陶瓷片(pzt)在高頻信號源所

38、產(chǎn)生的交變電場的作用下,發(fā)生周期性的壓縮和伸長振動,其在液體中的傳播就形成超聲波,當一束平面超聲波在液體中傳播時,其聲壓使液體分子作周期性變化,液體的局部就會產(chǎn)生周期性的膨脹與壓縮,這使得液體的密度在波傳播方向上形成周期性分布,促使液體的折射率也做同樣分布,形成了所謂疏密波,這種疏密波所形成的密度分布層次結(jié)構(gòu),就是超聲場的圖像,此時若有平行光沿垂直于超聲波傳播方向通過液體時,平行光會被衍射。以上超聲場在液體中形成的密度分布層次結(jié)構(gòu)是以行波運動的,為了使實驗條件易實現(xiàn),衍射現(xiàn)象易于穩(wěn)定觀察,實驗中是在有限尺寸液槽內(nèi)形成穩(wěn)定駐波條件下進行觀察,由于駐波振幅可以達到行波振幅的兩倍,這樣就加劇了液體疏

39、密變化的程度。駐波形成以后,某一時刻t ,駐波某一節(jié)點兩邊的質(zhì)點涌向該節(jié)點, 使該節(jié)點附近成為質(zhì)點密集區(qū), 在半個周期以后，t+t/2時刻，這個節(jié)點兩邊的質(zhì)點又向左右擴散，使該波節(jié)附近成為質(zhì)點稀疏區(qū)，而相鄰的兩波節(jié)附近成為質(zhì)點密集區(qū)。圖1為在t和t+t/2 ( t 為超聲振動周期) 兩時刻振幅y 、液體疏密分布和折射率n 的變化分析。 圖17在t 和t +t/2 ( t 為超聲振動周期)兩時刻振幅y ,液體疏密分布和折射率n 的變化西安工業(yè)大學學士學位論文14由圖 1 可見，超聲光柵的性質(zhì)是：在某一時刻 t，相鄰兩個密集區(qū)域的距離 a 為液體中傳播的行波的波長，而在半個周期以后，t+t/2 時

40、刻，所有這樣區(qū)域的位置整個漂移了一個距離 a/2，而在其它時刻，波的現(xiàn)象則完全消失，液體的密度處于均勻狀態(tài)。超聲場形成的層次結(jié)構(gòu)消失，在視覺上是觀察不到的，當光線通過超聲場時，觀察駐波場的結(jié)果是，波節(jié)為暗條紋(不透光)，波腹為亮條紋（透光）如圖 2。明暗條紋的間距為聲波波長的一半，即為 a/2。圖 2 拉曼-奈斯衍射圖由此我們對由超聲場的層次結(jié)構(gòu)所形成的超聲光柵性質(zhì)有所了解。當平行光通過超聲光柵時，光線衍射的主極大位置由光柵方程決定。 （= 0 ,1 ,2 , ） （3.1.1）sina因為超聲波的波長很短，只要入裝液體的液體槽的寬度能夠維持平面波（寬度為 l）槽中的液體就相當于一個衍射光柵。

41、行波的波長 a 相當于光柵常數(shù)，由超聲波在液體中產(chǎn)生的光柵作用稱作超聲光柵。當滿足聲光拉曼-奈斯衍射條件1 時，這種衍射相似于平面光柵衍射，al22可得如下光柵方程（式中為衍射級次，為零級與級間夾角）。 讓光束垂直通過裝有換能器的液槽，在玻璃的另一側(cè)，用自準直望遠鏡中的物鏡測微望遠系統(tǒng)。若振蕩器使換能器發(fā)生超聲振動，形成穩(wěn)定的駐波，從測微望遠鏡即可觀察到衍射光譜。當如圖 3 光路圖，當很小時，有：西安工業(yè)大學學士學位論文15圖 3【1】 超聲光柵儀衍射光路圖 （3.1.2）falsin其中為衍射光譜零級至級的距離，為透鏡的焦距。所以超聲波lf波長： （3.1.3）lasin超聲波在液體中的傳播

42、速度： （3.1.4）lfa式中的是振蕩器換能器的共振頻率，為同一色光衍射條紋間距。lk 3.23.2 測量裝置測量裝置實驗測量裝置主要由光源、超聲發(fā)生器、液槽、信號連接線、測微望遠鏡的目鏡、分光計等組成。首先調(diào)整分光計；其次將待測液體（如普通水、不同濃度的鹽水或其他液體）注入液體槽內(nèi)，液面高度以液體槽側(cè)面的液體高度刻線為準；隨后將此液體槽平穩(wěn)的放置在液體槽座中，然后將其都放在在分光儀載物臺上，放置時，轉(zhuǎn)動載物臺使超聲池兩側(cè)表面基本垂直于望遠鏡和平行光管的光軸，之后將兩支高頻連接線的一端各插入液體槽蓋板上的接線柱，另一端接入超聲信號源的高頻輸出端，并將液體槽蓋板蓋在液體槽上；之后便開啟超聲信號

43、源電源，仔細調(diào)節(jié)頻率微調(diào)鈕，從阿貝目鏡觀察衍射條紋。西安工業(yè)大學學士學位論文163.33.3 實驗測量中的幾點討論實驗測量中的幾點討論1.液槽固定在載物臺上必須穩(wěn)定，在實驗過程中應(yīng)避免震動，以使超聲在液槽內(nèi)形成穩(wěn)定的波。2.換能器表面與對應(yīng)的玻璃槽壁表面必須平行，這樣才會形成較好的表面波，因此實驗時應(yīng)將液槽的上蓋蓋平。3.一般應(yīng)將超聲光柵聲速儀的頻率調(diào)節(jié)在 9hmz-11hmz 之間，并且讀數(shù)時應(yīng)在數(shù)字頻率計顯示的頻率值穩(wěn)定的情況下，最多只有末尾有 12個單位數(shù)的變動。4.實驗時間不宜過長（2 小時最好，實驗后將液體倒掉，防止換能器與液槽被液體腐蝕） 。5.提取液槽應(yīng)拿兩端面，不要觸摸兩側(cè)表面

44、通光部位，以免污染，如已有污染，可用酒精乙醚清洗干凈，或用鏡頭紙擦凈。6.實驗完畢應(yīng)將超聲池內(nèi)被測液體倒出，不要將換能器長時間浸泡在液槽內(nèi)。3.43.4 實驗實驗測量結(jié)果及分析測量結(jié)果及分析根據(jù)實驗，使用測微目鏡測出的衍射條紋位置的讀數(shù)見附錄 a，則處理實驗數(shù)據(jù)的步驟為：（1） 首先用逐差法求出條紋間距的平均值；（2） 根據(jù)公式計算出聲速。式中： 光波波長； 共lf振時頻率計的讀數(shù)；望遠鏡物鏡焦距；同一種衍射條紋fl間距。a汞燈波長（其不確定度忽略不計）分別為：汞藍光 435.8nm,汞綠光546.1 nm，汞黃光 578.0 nm（雙黃線平均波長） ，透鏡的焦距為f168mm。b激光波長：6

45、32.8nm；透鏡的焦距為 63.35cm。 fc聲波在普通水 20時，理論的傳播速度為 1497。0csm附錄 a 中表 1 處理結(jié)果表 1.1：以汞燈為光源，在普通水情況下頻率為=10.370.01mhz時的數(shù)據(jù)處理結(jié)果光色衍射條紋平均間距 x（mm）聲速()sm相對誤差（）絕對誤差西安工業(yè)大學學士學位論文17黃0.66851506.90.79.9綠0.63101508.50.711.5藍0.45901654.910.5157.9從表 1.1 可以看出：通過比較三種顏色衍射條紋測出的聲速，發(fā)現(xiàn)藍色條紋計算出的聲速與理論值存在較大的差異，原因可能是在測量過程中不小心碰觸了信號連接線，從而使得

46、壓電陶瓷片與液體槽側(cè)壁存在較小的夾角，因此產(chǎn)生的衍射條紋不是很清晰且對稱性不太好，當使用測微目鏡讀數(shù)時有偏差，所以藍色衍射條紋間距產(chǎn)生了較大的誤差，計算出的聲速也發(fā)生了較大的變化。附錄 a 中表 2 處理結(jié)果表 1.2：以汞燈為光源，在普通水情況下頻率為=10.43 mh 時的數(shù)據(jù)處理結(jié)果光色衍射條紋平均間距 x（mm）聲速()sm相對誤差（）絕對誤差黃0.726013956.8102綠0.687113927.0105藍0.55401378.37.9118從表 1.2 中看出：各衍射條紋計算出的聲速與理論值的比較，誤差較大，原因是超聲頻率偏離共振頻率，使衍射條紋清晰度降低。比較表 1.1 和表

47、 1.2 得出：以高壓汞燈為光源情況下，在普通水作為液體時，在一定的超聲頻率下，存在衍射的級數(shù)最多，衍射的條紋亮度最高的情況,而此時超聲頻恰好應(yīng)該是超聲換能器的共振頻率，該頻率在10.30mhz 附近。附錄 a 中表 3 處理結(jié)果表 1.3：以汞燈為光源，在濃度為 0.3的鹽水下頻率=10.210.01mhz時的數(shù)據(jù)處理結(jié)果光色衍射條紋平均間距 x（mm）聲速()sm相對誤差（）絕對誤差黃0.71601385.37.5111.7綠0.66601407.16.089.9藍0.53401400.56.496.5西安工業(yè)大學學士學位論文18從表 1.3 看出：各衍射條紋的相對誤差和絕對誤差較大，可能

48、由于在測量過程中沒有將測微目鏡中的交叉線調(diào)好，而導致讀數(shù)時誤差較大，從而測出的各衍射條紋間距偏差較大，計算的超聲波聲速與理論值比較，偏差較大。附錄 a 中表 4 處理結(jié)果表 1.4：以汞燈為光源，在濃度為 0.6的鹽水下頻率=10.14mhz時的數(shù)據(jù)處理結(jié)果附錄 a 中表 5 處理結(jié)果表 1.5：以汞燈為光源，在濃度為 0.9的鹽水下頻率=10.260.01mhz時的數(shù)據(jù)處理結(jié)果光色衍射條紋平均間距 x（mm）聲速()sm相對誤差（）絕對誤差黃0.67501476.71.421綠0.63881474.21.522.8藍0.48901536.92.739.9附錄 a 中表 6 處理結(jié)果表 1.6

49、：以汞燈為光源，在濃度為 1.5的鹽水下頻率=9.770.01mhz時的數(shù)據(jù)處理結(jié)果光色衍射條紋平均間距x（mm）聲速()sm相對誤差（）絕對誤差黃0.647014672.030綠0.608014751.422藍0.46971523.71.826.7通過觀察以上表 1.41.6 得出：光色衍射條紋平均間距 x（mm）聲速()sm相對誤差（）絕對誤差黃0.66971470.21.826.8綠0.61801505.35.58.3藍0.48881518.81.521.8西安工業(yè)大學學士學位論文19利用高壓汞燈，采用不同頻率對不同濃度的鹽水進行測量，通過比較實驗值與理論值可以看出，頻率對結(jié)果影響較大，

50、說明同樣存在一共振頻率使衍射條紋亮度和清晰度最好，對于鹽水它的共振頻率變小。附錄 a 中表 7 處理結(jié)果表 1.7：以激光為光源，在普通水下=10.330.01mhz 時的數(shù)據(jù)處理結(jié)果光色衍射條紋平均間距x（cm）聲速()sm相對誤差（）絕對誤差激光0.3013817.7116附錄 a 中表 8 處理結(jié)果表 1.8：以激光為光源，在濃度為 0.8的鹽水下 =10.320.01mhz時的數(shù)據(jù)處理結(jié)果光色衍射條紋平均間距 x（cm）聲速()sm相對誤差（）絕對誤差激光0.301379.77.8117由表 1.71.8 可以看出：利用 he-ne 激光作為光源時，相對誤差和絕對誤差挺大，原因是（1）

51、由于激光強度大，產(chǎn)生的衍射光斑的尺寸相對較大，因此在測量衍射條紋間距時誤差范圍較大；（2）在測量透鏡焦距時，讀數(shù)時眼睛沒有與量具垂直而導致有偏差。同時也看出利用 he-ne 激光作為光源時，測量鹽水和普通水得到的衍射光斑的間距都是 0.3cm，并且計算出的聲速大致是相同的。四 超聲波在其它方面的應(yīng)用20四四 超聲波在其它方面的應(yīng)用超聲波在其它方面的應(yīng)用4.14.1 超聲波測量液體位置的研究超聲波測量液體位置的研究1515液位測量是工業(yè)上經(jīng)常遇到的一個問題,如化工、石油等企業(yè)總是有許多盛液或盛料的反應(yīng)鍋與儲槽需要測定液位或料位。從測量范圍來說,有的只有幾十厘米,有的可達幾十米；從測量條件來說,有

52、的很簡單,有的卻十分復雜。例如:有的是高溫高壓, 有的是低溫或真空;有的需要防腐蝕、防輻照,有的液體揮發(fā)性很強,甚至必須防爆;有的從安裝上提出苛刻的限制,有的從維護上提出嚴格要求等等針對不同要求和不同用途,現(xiàn)已發(fā)展了許多液位測量技術(shù),其中超聲波技術(shù)也是一種很有效的測位方法。超聲波液位測量有許多優(yōu)點:它不僅能夠定點和連續(xù)測位,而且能方便地提供遙測或遙控所需的信號。與其它測位技術(shù)相比,它不需要特別防護,安裝和維護較方便,而且結(jié)構(gòu)、方法都較簡單,價格低廉。特別是超聲波液位測量技術(shù)可以選用氣體、液體或固體作為傳聲媒質(zhì),因而有較大的適應(yīng)性。在超聲波液位測量技術(shù)中,應(yīng)用最廣泛的是超聲波脈沖回波方法。其工作

53、原理可簡述為:由發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波脈沖,在媒質(zhì)中傳到液面,經(jīng)反射后再通過媒質(zhì)返回到接收傳感器,測出超聲波脈沖從發(fā)射到接收到所需的時間,根據(jù)媒質(zhì)中的聲速,就能得出從傳感器到液面之間的距離,從而確定液面。超聲波液位測量技術(shù)可分為氣介式、液介式或固介式三類。根據(jù)所用傳感器的工作方式,又可分為自發(fā)自收單傳感器方式和一發(fā)一收雙傳感器方式超聲波液位測量技術(shù)是以超聲波作為采集信息的手段,產(chǎn)生和接收超聲波信號是這項技術(shù)最關(guān)鍵的問題。實現(xiàn)產(chǎn)生和接收超聲波信號的器件就是超聲波傳感器。為了提高測量精度,作者研究開發(fā)了一種新型的自發(fā)自收式電容性超聲波傳感器,其本質(zhì)是一個電容器,它的兩極是由一面蒸涂有金屬的聚乙烯塑料

54、薄膜和有適當厚度的金屬背極構(gòu)成的。這種新型的自發(fā)自收式電容性超聲波傳感器,其具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單和控制方便等特點,且信號的上升沿、下降沿都較陡,比傳統(tǒng)的壓電晶體或壓電陶瓷超聲波傳感器的信號敏感,有利于高精度測量。應(yīng)用本系統(tǒng)可實現(xiàn)對工業(yè)上液位或料位的測量,實驗表明它是一種值得在工業(yè)中進一步深入研究和推廣應(yīng)用的檢測技術(shù)之一。4.24.2 超聲波清洗技術(shù)的研究超聲波清洗技術(shù)的研究22超聲波清洗作為一種先進、高效的清洗技術(shù),在國內(nèi)外越來越得到廣泛西安工業(yè)大學學士學位論文21的應(yīng)用。近年來,國內(nèi)生產(chǎn)的超聲波清洗機的種類和數(shù)量急增,超聲波清洗技術(shù)也在不斷發(fā)展和提高。超聲波清洗技術(shù)之所以越來越得到廣

55、泛應(yīng)用,是由于它具有諸多特點:（1）超聲波清洗可大大提高被清洗制件表面的潔凈度,這在近代電子、航空、宇航等高、精、尖科學技術(shù)發(fā)展中,顯得尤為重要；（2）清洗速度快、工效高；（3）超聲波清洗機的應(yīng)用便于清洗工藝的實施及工藝過程的連續(xù)自動化；（4）不宜用其它清洗工藝清洗的易碎物品或制件,可用超聲波清洗法進行較好的清洗；（5）外形結(jié)構(gòu)比較復雜具有狹小縫隙、孔洞的制件(或部件),用其它工藝清洗不徹底時可用超聲波清洗法清洗干凈；（6）大大降低清洗作業(yè)的勞動強度,特別是大批量的小制件(或部件)，尤其適用于超聲波清洗。4.2.14.2.1 超聲波清洗的原理超聲波清洗的原理超聲波清洗是在專用超聲波清洗機中進行

56、的,超聲波清洗機的獨特優(yōu)點在于猶如精致的小刷,具有強勁的穿刺力,夾留于手不可觸及的小洞穴及孔角地方污物,在清洗液中,經(jīng)超聲振動所產(chǎn)生的空化作用而很快松動脫落。超聲波清洗是將工件懸放在盛有清洗液的清洗槽中,把超聲發(fā)生器發(fā)出的電信號,通過超聲換能器轉(zhuǎn)換成超聲振動并引入液體內(nèi),在超聲作用下使污垢脫落,達到清洗目的。超聲清洗機發(fā)生器可歸納為振蕩器、激勵器、功率放大器、電源四個組成部分2。圖4 超聲清洗機發(fā)生器框圖4.2.24.2.2 超聲波清洗機的應(yīng)用超聲波清洗機的應(yīng)用如：1.去油污清洗去油污清洗的工藝過程大致如下:（1）選用適當?shù)某暡ㄇ逑唇橘|(zhì),按需要量加入專用容器中；（2）將待洗制件按一定方式放入

57、上述介質(zhì)中,連同容器一起放入超聲波清洗槽,或者直接將待洗制件與選用的介質(zhì)一起直接放入超聲波清洗槽中,這樣清洗效率更高；（3）啟動超聲波發(fā)生器,調(diào)整工作電流和電壓到所需值,進行超聲波清洗一定時間；（4）停止超聲波清洗,關(guān)掉電源,取出制件進行后處理。2.去銹蝕清洗將超聲波清洗用于去銹蝕,其優(yōu)點是可顯著提高浸蝕清洗速度,使氧化西安工業(yè)大學學士學位論文22皮和浸蝕殘渣快速離開制件表面,特別適用于氧化皮較厚且比較致密、或外形結(jié)構(gòu)比較復雜的制件的浸洗。超聲場內(nèi)浸蝕清洗的過程,是將待洗制件及適用的浸洗介質(zhì)(溶液) 一起置于超聲間,應(yīng)保證嚴格的配合間隙。（1）加長導向套。（2）減少排屑空間,提高刀具的導向精度

58、總之：超聲波清洗不但具有成本低、效率高、清洗質(zhì)量好等優(yōu)點,更有體積小、重量輕、耗電省、操作簡便等特點,是清洗鐘表零件、電子器件、微型軸承、油泵油嘴、導彈制導系統(tǒng)、醫(yī)用注射器及各類光學鏡頭等的良好方法。4.34.3 超聲檢測超聲檢測超聲檢測作為一種重要的無損檢測技術(shù)不僅具有穿透能力強、設(shè)備簡單、使用條件和安全性好、檢測范圍廣等根本性的優(yōu)點外,而且其輸出信號是以波形的方式體現(xiàn)。使得當前飛速發(fā)展的計算機信號處理、模式識別和人工智能等高新技術(shù)能被方便地應(yīng)用于檢測過程,從而提高檢測的精確度和可靠性。十余年來推動超聲檢測發(fā)展的主要因素是工業(yè)生產(chǎn)中的質(zhì)量意識不斷提高以及在役設(shè)備壽命預測技術(shù)的要求。諸如復合材

59、料和精細陶瓷等新材料的應(yīng)用,使傳統(tǒng)的超聲檢測方法遇到障礙,促使人們探索采用若干特殊的超聲檢測途徑。微機技術(shù)的突飛猛進帶動了傳統(tǒng)超聲檢測技術(shù)水平的提高,使其獲得的結(jié)果更直觀可靠,還能方便地以二維或三維形式成象?，F(xiàn)代信息科學為超聲檢測的發(fā)展注入了新的活力,由此可對一些復雜的檢測信號與過程作出迅速有效的提取與解讀。特殊的構(gòu)件對超聲檢測提出了非接觸的要求,促使超聲檢測從換能方法上有了新的突破。目前在若干領(lǐng)域超聲檢測開始向超聲無損評價發(fā)展,使得超聲檢測內(nèi)容有了新的內(nèi)涵。從超聲檢測新技術(shù)的應(yīng)用面來看,它包含了許多內(nèi)容,如超聲波應(yīng)力與殘余應(yīng)力測量技術(shù)、超聲顯微鏡技術(shù)及超聲層析成象技術(shù)等18。 （1）近年來,

60、各國科學家投入了較大的熱情研究用超聲導波進行無損檢測的途徑,超聲導波的頻散曲線對分層和脫膠等嚴重危害復合材料的現(xiàn)象較靈敏,利用若干模式超聲導波頻散曲線可判斷被測物體的內(nèi)部狀況。因此超聲波在波導中傳播一定距離后的頻譜及其變化也成為評價被測體的一個參量。采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則可準確有效地對復雜的頻散曲線及頻譜曲線進行反演,即由獲得的超聲參量推算出被測體的各種狀況。目前,人們已開始用超聲導波對大型固體、液體火箭殼體及若干航空結(jié)構(gòu)件進行無損檢測與評價,其特點是快速有效(較之常規(guī)的超聲檢測)。管狀結(jié)構(gòu)是超聲導波可發(fā)揮其特長的又一對象,用該技術(shù)可對各種管道進行長距離一次性檢測,國外已成功地用超聲導波對核工