什么是超声波测量仪？

更新时间：2025-07-18

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超声波测量仪器是将超声波（人耳听不到的高频声波）发射到气体、液体或固体物体，利用其反射、吸收等特性测量物体各种状态的装置。

声波具有反射、速度和衰减等特性。声波的反射、速度和衰减等特性会根据介质（介导声波传播的物质）的材质、浓度、流速等而变化。通过测量这些声波特性的变化，可以研究介质的特性。

可用超声波测量仪器检查的物体可分为三种物质状态：固态、液态、气态、混合态。

固体
的一个例子是测量金属的厚度。通过向金属中辐射超声波并测量波反射回来的时间，可以确定金属的厚度。

2. 液体
液体的一个例子是鱼探仪。通过向海洋中发射超声波，并测量超声波从鱼群和海底反射回来的时间，可以确定鱼群的大小和位置以及到海底的距离。

3. 气体
气体的一个例子是气体流量计。利用气体中的声波根据气体流速而变化的原理来测量气体的流速。

4. 混合状态
混合状态的一个例子是超声波成像设备。与X射线和CT图像不同，超声波不涉及辐射暴露，因此用于观察胎儿的状况。

超声波测量利用了超声波特性随介质变化的特性。

例如，声速的关系是气体<液体<固体。即使是同一种固体，声速也会因材质不同而变化。利用这些特性，可以进行以下测量。

在同样条件下，固体
中的声音传播速度可以认为是恒定的，因此，如果知道声音的速度以及声波照射到固体中反射回来的时间，就可以测量出固体的厚度。

2. 液体
如果我们假设海底条件相当恒定，我们可以根据超声波被鱼反射并返回的时间来估计鱼群的位置。

3. 气体
如果介质是流动的，

（声音在介质中的速度）=（原始声音的速度）+（介质速度）

利用这一点，可以通过测量介质中的声音速度来测量介质的速度。

4. 混合状态
声音的衰减与衰减系数、距离、频率有关，衰减系数根据介质的不同而变化。利用这种关系，可以通过测量衰减系数来推断介质的状态。

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