时间：2023-06-04 10:49:29
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇超声波技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：超声波清洗；发展历史；研究现状；展望
1 超声波清洗技术的发展历史
1.1 超声波清洗技术的起源
超声波清洗被称为“无刷清洗”，原理是由超声波在水中产生足够的能量，让水内部发生“空化效应”，使得需清洗物体表面的污染物快速脱离。超声波清洗的适用范围很广，重的金属部件、轻的微小芯片都可以清洗的很好。超声波清洗最早被应用于上世纪五十年代，清洗领域有电子领域、光学领域、医药领域等。
日本专家柴野佳英经过不断的实验最终认定起到清洗作用的是真空的气穴，了传统认为的超声波的疏密波起到清洗作用。1987年柴野佳英发表了超声波清洗的理论，并且根据这一理论制作了先进的超声波清洗装备，在行业内引起了巨大反响并得到了市场的认可，其制作的设备因性能优越占据广泛市场。
1.2 国内外超声波清洗技术研究概况
我国的超声波清洗技术方面研究相对较早，超声波清洗技术在我国发展非常快速，超声波清洗机以其优越的性能在市场上也得到了越碓蕉嗟挠没У那囗：（1）机械和工业领域有金属元件喷涂、机械损坏元件替换时应该清洗。（2）树脂镜片、照相机镜头、滤光片等高级光学镜片需要清洗。（3）医疗器械、高级实验器材、食品加工制造器械需要清洗。（4）黄金首饰、贵重摆件、高级家居饰品等需要清洗。
国外超声波清洗设备种类繁多，超声波清洗设备应用领域非常广泛，各种超声波清洗设备不断推陈出新。高频超声波清洗技术在国外超声波清洗设备中所占比重非常大。例如美国的Verteq、Imtec、ProSys 公司研制的高频超声波清洗机用来清洗微小芯片，其清洗机可以把0.15纳米的污染物清洗掉，还可以防止污染物再次污染。
2 超声波清洗技术现状
2.1 兆赫级超声清洗
兆赫级超声清洗这种高频清洗方式的清洗原理是利用声压梯度等效应，不是传统的利用“超声空化效应”来实现清洗目的。其工作频率为0.7MHZ到1MHZ的高频，工作时基本不会发生超声波“空化效应”。高频超声波清洗不会因“空化效应”产生强大的清洗力，因此其优点是对类似集成芯片这样体积小、容易受损的物件既能清洗的很好也能很好的保护器件，从而在电子元件清洗领域应用非常广泛。
2.2 聚焦式清洗
聚焦式清洗是可以在局部区域发生高强度的超声波，工作频率有15K、20K、28K。聚焦式清洗方式可以弥补普通超声波清洗方式由于超声波能量不够而引起的清洗不彻底，比如纺织领域的过滤器等微控器材的清洗对于普通超声波清洗则效果不好，而聚焦式清洗方式可以清洗的很好。
2.3 多频清洗
多频清洗是由多种频率的换能器同时发生不同频率的超声波来清洗物件。不同的超声波频率对物件的清洗效果是不一样的，低频可以对物件表面清洗的很好，而高频则对物件细小部位的清洗效果很好，因此高低频配合可以使物件整体清洗的很好。多频清洗还可以解决因单个频率的超声波产生对“驻波声场”的影响，使得物件的清洗不够均匀。
2.4 扫频和跳频清洗
扫频和跳频清洗二者都有改善超声波清洗容器内超声场的结构，扫频可以改善清洗容器内的驻波场，使物件清洗的很好。跳频和多频都可以根据实际情况选择高低频。不一样的是跳频是一种换能器有两种频率，根据需要选择发生那种频率。低频超声波清洗物件表面的污染物，高频超声波清洗内部细小的污染物，配合清洗使物件清洗干净。
2.5超声振动清洗
超声振动清洗是超声波通过变幅杆和振动头传送到需要清洗的物件上，最后由于高速振动物件表面污染物脱落实现好的清洗效果。这种超声波清洗的新方法和普通超声波清洗方法不同的是超声振动清洗不需要清洗液，以及其仅适合部分物件的清洗。
2.6 多槽式全自动联合清洗
多槽式全自动联合清洗是多槽联合智能控制的功能全面、降低劳动强度、提高综合效率的智能设备。它可以对放入清洗槽内的不同大小、不同材料、不同形状、不同污染程度的物件根据其不同情况，不同方位发生对应的频率、功率等超声波，最终实现用最少的成本达到最佳的清洗效果。
3 超声波清洗技术的发展方向
超声波清洗有其他清洗方式无法比拟的优点，再加上我国科技实力的不断加强，我国市场经济的不断完善，国际间的技术交流日益密切，这些为超声波清洗行业带来了强大的动力。超声波清洗运用也会越来越广泛，由以前运用于清洗机械工件、电子元件等少数领域，发展到以后清洗化工领域、国防领域、军事领域、首饰加工领域、飞机工业领域、食品清洗领域、餐具清洗领域、按摩洗浴领域等广范围的军事、工业、民用领域。
超声波清洗技术在清洗领域是新兴的清洗技术，过去对人们的生活的提高、工业生产效益的提高做了很大的贡献。现在伴随着我国科学技术的不断发展和国家经济的更加繁荣，超声波清洗技术作为一种优越的清洗技术在使用范围上一定会越来越广，可以想到在不远的未来，我国的超声波清洗技术将会迎来一个黄金发展期，为我国在工业上提高清洗效率、降低生产成本，在环境保护上节能减排。
4 结束语
超声波清洗技术和其他清洗技术相比有无法比拟的优势，超声波清洗技术的发展依赖众多学科，超声波清洗要想更加节省能源、更加降低清洗成本、更加高效洁净清洗，还需要多学科地不断创新和改革完善。随着人们生活质量要求的提高和科技飞速的发展，超声波清洗技术有丰厚的研究价值和回报。我们坚信超声波清洗技术一定会向更好更完善的方向发展，超声波清洗行业一定会更加繁荣。
参考文献
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关键词：超声波清洗；频率；功率；去污
中图分类号：TB559；TP20 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）03-00-02
0 引 言
超声波应用于质地坚硬物件的清洗已有很长的历史，其清洗效率可以达到95%以上，洗涤洁净度非常高。目前，超声波洗衣机产品非常少，大多数超声波洗衣机被认为是“鸡肋”。这是因为超声波清洗应用于日常家用衣物的研究非常少，无法给家用衣物洗涤方法提供指导。本文分析了超声清洗机理、换能器理论和各种因素对超声清洗影响的研究进展，定性研究了不同频率、功率对常见污渍（质地为棉）的去污效果，具有一定的参考意义。
1 超声波清洗原理
相关研究人员认为超声波清洗的原理是超声波在水中的空化作用造成的，空化气泡直接或间接作用于污物，使污物被震散，溶解于水中，达到清洗的目的。超声波的频率一般需要达到20 kHz以上，这样才会在水中形成真空的“空腔泡”，“空腔泡”对清洗物体的物理作用就是空化作用。
超声波换能器是超声波清洗中必不可少的换能元件，它能将电能转换成机械振动，但幅度很小，约为几微米，且振动速度及频率很快。一般来说，超声波清洗机上有许多换能器，当给它们添加一样的频率及相位的电能时，就会形成大功率机械振动，即我们平时所说的超声波。换能器的数量越多，输出功率就越大。超声波清洗机整体结构如图1所示。
2 超声波清洗的影响因素
超声波清洗主要利用空化作用去污，而空化作用的强弱与超声波参数、液体条件有关，所以想要得到较好的清洗效果，需要考虑多方面因素。
2.1 超声波频率
能够让液体产生空化的最低声强叫“空化阈”，增大频率会使空化阈增大，并导致空化效果变差，增大功耗；如果频率太低，会使空化噪声过大，效率很低，甚至无法产生空化效果。
2.2 液体条件
洗涤液体本身就具有去污功能，而且超声波还可以加强洗涤液的去污作用。洗涤液的浓度、粘度等特性都跟空化效果有直接关系。
2.3 液体温度
空化作用的强弱与液体温度也有很大关系。当液体温度上升时，空化作用更容易产生，因此能加强超声波的空化效果。
3 超声波清洗去污效果
能够产生超声波空化现象的超声波频率以20～50 kHz最为合适，而频率过高，反而不易产生空化作用，即使产生也需要消耗大量的能量，得不偿失，并且很多能量会转化为热能被消耗。在真正清洗衣物时，洗涤剂必不可少，使用洗涤剂可以大大缩短清洗时间，但在实验过程中，不添加洗涤剂，以免洗涤剂对结果造成影响。
3.1 超声波频率
3.1.1 实验方法
实验材料为相同的纯棉白色毛巾，分别将其在100 mL的咖啡中浸泡10分钟。液体为不加洗涤剂的清水，以便直观观察清洗结果。
3.1.2 清洗方法
实验采用JK-TUC-360VDV三频超声波清洗器，该清洗器有28 kHz，40 kHz及80 kHz三种频率可供选择。且输出功率可调，最大为1 080 W，自带清洗液加热功能，发热设备功率为1 500 W，还可以设定清洗时间。
将三份白色毛巾编号①，②，③，在相同浓度的100 mL咖啡中浸泡10分钟。JK-TUC-360VDV三频超声波清洗器放入1 L清水，将100 mL咖啡与浸染的白色毛巾一起放入超声波清洗器的水槽中，设定好频率、输出功率、清洗时间。实验参数如表1所列。
3.1.3 检测方法
检测方法利用精密型色差仪CQ-620进行色差测量。测量前先用黑色、白色标准板进行校准。色差越低，说明污渍去除效果越好。在洗完的毛巾处，选取3次进行测量，取平均值。
3.1.4 结论
原始白色毛巾的色差值为0.86，图2所示为三种频率下的毛巾色差值，色差越小，则表示清洗效果越好。由图可见，随着处理频率的增加，清洗后的毛巾色差值也随之增加，即残留的污渍更多，这说明超声波清洗的频率并非越大越好。
从图中可以看到，在28 kHz，40 kHz及80 kHz三种频率下，28 kHz的清洗效果最好，但这不能说明频率越小，清洗效果就越好，因为频率太小，空化效果不明显，甚至无法产生空化效果。本文的JK-TUC-360VDV三频超声波清洗器只有三种频率，如果要进一步研究频率对清洗效果的影响，应该选择更多的超声波频率做实验。
3.2 超声波功率
3.2.1 清洗方法
从上面的结论可以得到在三种频率中，28 kHz的超声波频率最好，因此在这个实验室中，我们采用28 kHz的超声波频率。
准备三份白色毛巾，分别编号为①，②，③，④，⑤，⑥，在相同浓度的100 mL咖啡中浸泡10分钟。JK-TUC-360VDV三频超声波清洗器放入1 L清水，将100 mL咖啡与浸染的白色毛巾一起放入超声波清洗器的水槽中，设定好频率、输出功率、清洗时间，参数如表2所列。
3.2.2 z测方法
检测方法利用精密型色差仪CQ-620进行色差测量，测量前先用黑色、白色标准板校准。色差越低，说明污渍去除效果越好。在洗完的毛巾处，选取3次进行测量，并取平均值。
3.2.3 结论
图3所示为不同功率下的毛巾色差值。
从图中的数据可以看出，数据起伏较大，且并非功率越大，色差就越小。当功率为300 W、500 W、700 W时都略有反常，但大致可以看到随着功率增大，色差就越小，清洗效果也越好的曲线。在100～400 W区间，色差变化较大，且随着功率增大，效果较好，但在400～700W区间，功率增大，色差并没有明显变化。因此，选择合适的工作功率对实现理想的清洗效果非常重要。
4 结 语
本文简单介绍了超声清洗原理及影响超声波清洗的一些重要因素，并重点研究、分析了超声波频率、功率对超声波清洗的影响，对今后的深入研究有一定的指导意义。同时为家用衣物洗涤方法提供指导，具有一定的现实意义。
参考文献
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关键词: 桥梁基桩;检测技术;数据分析
基桩完整性检测新技术更是层出不穷,国内外的生产商及相应科技领域不断研发出新的各种型号检测仪器、因此掌握新检测技术手段,使基桩完整性检测更加科学、更加公正、更加准确。 超声波检测是超声波无损检测技术的一种，适用于工程施中过程质量的监测及工程竣工验收和结构物使用期间质量的鉴定。常用穿透法，即一例发射超声脉冲波另一侧接收通过被测物后的超声波。准确测定声速、首波幅度和波形，通过综合分析其大小及变化，可以推断混凝土的性能、内部结构及其组成情况，为解决工程问题提供可靠的依据。
1 超声波无损检测技术应用超声无损检测与其它常规技术相比，它具有被测对象范围广、检测深度大、缺陷定位准确、检测灵敏度高、成本低、使用方便、速度快、对人体无害及便于现场检测等优点。几十年来，超声无损检测已得到了巨大发展和广泛应用，几乎应用到所有工业部门。如作为基础工业 的钢铁工业、机器制造工业 、锅炉压力容器有关工业部门 、石油化工工业 、铁路运输工业、造船工业 、航空航天工业、高速发展 中的新技术产业如集成电路工业 、核 电工业等重要工业部门。目前大量应用于金属材料和构件，包括质量在线监控和产品在役检查。水平普遍提高，应用频度和领域也日益增多。目前我国对各种大型结构压力容器和复杂设备都已具备检测能力。在裂缝自身高度的测量和高温条件下的非接触超声检测等方面都有很大进展 。
2 超声波法的测试原理及数据分析
2.1 超声波法的测试原理
超声波测试的理论基础建立在固体介质中弹性波的传播理论上，由人工激振向介质(岩石、岩体、混凝土构筑物)发射超声波。超声波在混凝土中传播(即透射)时会有较强的反射、散射、吸收和波形畸变等一系列声学现象。对不同的物质性态，其声学现象具有不同的特点。超声波法检测是在成孔之后、灌注桩身混凝土之前，在孔内安装两根或两根以上的、竖直放置且相互平行的声测管，两两声测管即构成一个检测剖面，混凝土硬化后，声测管成为桩体的一部分。检测时，在声测管中注满清水作为耦合剂，将超声脉冲发射换能器(又称发射探头)和超声脉冲接收换能器(又称接收探头)分别置于两根声测管中，由超声检测仪发出一系列周期性电脉冲加于发射换能器，转换成超声脉冲，该脉冲穿过待测的桩体混凝土并为接收换能器所接收，在转换成电信号后由超声检测仪所接收，再由仪器中的测量系统算出超声脉冲穿过混凝土所用的时间(椐此及声测管间的距离推算混凝土的声速)、接收脉冲波幅值(或衰减值)、接收脉冲频谱、接收脉冲波形态等参数。将反复测量的桩体各测面上不同深度的这些数据传至计算机，由数据处理系统进行综合判断和分析，即可对桩体各部位混凝土缺陷的性质、大小、位置作出判断，绘制声速、衰减随深度变化曲线，给出桩体混凝土完整性的评价。
2.2 数据分析(依据JTG/TF81－01－2004)
(1)声速判据:实测混凝土声速值是否低于临界值并将其作为可疑缺陷区的判定，声速临界值按下列公式计算:
式中D 为声速临界值；为声速平均值；σv为声速标准差。
(2)波幅判据:实测波幅低于波幅临界值时，作为可疑缺陷区判定，波幅临界值按下列公式计算:
AD=Am－6
式中AD为波幅临界值(dB)；Am为波幅平均值(dB)。
(3)PSD判据:采用斜率法作为辅助异常判据，当PSD值在某测点附近变化明显时，应将其作为可疑缺陷区，PSD值按下列公式计算:
式中ti为第i测点声时值(μs)；ti－1为第i－1测点声时值(μs)；zi为第i个测点深度(m)；zi－1为第i－1个测点深度(m)。
2.3 基桩完整性判定
(1)Ⅰ类桩:各声测剖面每个测点的声速、波幅均大于临界值，波形正常。
(2)Ⅱ类桩:某一声测剖面个别测点的声速、波幅略小于临界值，但波形基本正常。
(3)Ⅲ类桩:某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值小于临界值，PSD值变大，波形畸变。
(4)Ⅳ类桩:某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值明显小于临界值，PSD值突变，波形严重畸变。
3 超声波测试在工程应用中的优点及局限性分析
3.1 超声波测试的优点
(1)缺陷定位精确。对于多缺陷桩，其他的检测手段，比如低应变反射波法实测时应力波在桩中产生多次反射和透射，对实测波形的判断非常复杂且不准确，第二、第三缺陷的判断会有较大误差；而超声波法通过测绳上的刻度，无论桩身存在一处或多处缺陷，超声波法检测均能准确的了解缺陷部位；
(2)准确判断桩身各种缺陷类型和范围，比如局部夹泥、包管或断桩等情况。其他的检测方法很难确定具体的缺陷范围，超声波法能通过平测、斜测、扇形扫侧等方法对桩身缺陷进行检测分析，准确识别桩身各处存在缺陷的大小及范围；
(3)能对大直径基桩进行详细且全面地检测。在大直径基桩的检测中，在桩身增设声测管数量，对基桩进行多剖面详细测试，检测剖面几可覆盖基桩全截面，准确评判基桩的完整性。
3.2 超声波测试的局限性
(1)超声波透射法仅适用于直径在800mm以上的基桩。因为当桩径较小时，声测管间距也较小，其测试误差相对较大；同时，预埋声测管也可能引起附加的灌注桩施工质量问题，因此，测试前测量管间距一定要精确；
(2)超声波法不能对桩底沉渣的厚度范围做出定量分析。我们在测试过程中发现，许多施工单位在埋设声测管时，声测管并没有接触到桩底部，一般距离桩底大约5～10cm，且测试时无法采用斜测、扇形扫侧等检测方法对缺陷进行详细的检测，因此不能准确判断沉渣范围。这时，就需要采用低应变反射波法或钻芯法进行比对验证，进而确定桩身完整性类别；
(3)不能测试桩身混凝土强度。
4 对实施超声波法进行现场检测时的几点建议
在超声波法基桩检测过程中，为准确获取超声波在基桩混凝土中传播的各个声学参量，并以其判定基桩的桩身质量，除检测人员必须具备相应的理论和一定的检测经验外，笔者提出了以下几点建议:
(1)检测宜由检测管底部开始，发射电压值应固定并应始终保持不变，放大器增益值也应始终固定不变。调节衰减器的衰减量，使接收信号初至波幅度在屏幕2/3左右为宜；
(2)应匀速提升换能器，在提升过程中要注意监测波形的变化；
(3)由于径向换能器存在指向性，斜测时以波形能稳定接收为度，其水平测角一般取30°～40°；
(4)要注意分析各声学参量发生变化的原因，避免误判。
5 结语
准确定位缺陷并确定缺陷的大小范围超声波法具有独特的优势，而且操作简便，试验周期短，工程应用性价比高，在公路工程基桩检测中应用的越来越多，测试精度也得到公众认可。当然，超声波检测法也不是万能的，我们应当抱着科学严谨的态度，依据不同的地质和施工条件，对基桩完整性进行正确的判断，避免错判、误判，在遇到可疑缺陷桩超声波法不能对基桩做出定性分析时，应采用其他检测手段进行比对验证，严格为工程质量把关。
参考文献
关键词：矿山提升设备 超声波探伤技术 检测
中图分类号：TD53 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0060-01
矿井提升机是矿山提升设备的主体，其运行的安全可靠性对矿井的安全有着极其重要的意义。其中提升机的主轴又是提升机的重要组成部分之一，在正常工作中，主轴受到扭转、弯曲、挤压、接触等多种复合应力的作用，同时磨损也是降低主轴寿命、影响安全运转的因素之一。比如，在2006年某煤矿就发生过副井提升机主轴断裂的事故，当时例行维护人员在检修查绳时发现异常声响，通过排查发现主轴双滚筒之间有缝隙存在，其裂缝之大竟然可以容一根棉线垂直通过，轴体几乎已经彻底断开，所幸发现及时，未造成重大事故。
矿山在用提升机的主轴锻件不解体或部分解体超声检测可依据检测标准JB/T 1581-1996《汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤方法》中规定的方法进行检测，也可依据检测标准GB 6402-2008《钢锻件超声检测方法》中规定的方法进行检测。
1 准备工作
探伤人员必须了解并熟悉被检主轴各项基本情况。内容包括：材料、热处理状态、几何形状与结构、主要几何尺寸、主轴组件的装备结构、主轴的受力状态，探伤现场条件及环境等因素。根据不同型号的提升机和提升绞车的传动结构，受力形式，应力集中的程度不同来选定探伤部位，应选择最有可能发现缺陷的探伤部位作为检测面。一般主轴的联轴器轴变径部位、滚筒的电机端死大边的变径部位、切向键槽的根部易产生横向疲劳裂纹，应作为重点检测区域。在选定的检测部位用棉纱和砂纸等清理污染物、打磨锈蚀等，主轴探伤面的表面粗糙度Ra一般应不大于6.3 m，且不能粘附油漆、锈蚀、焊渣污垢等异物。探头的频率一般应根据被检主轴的金属晶粒度状态来选择。日常探伤检测时一般采用2.5 MHz的探头，粗晶材质一般采用1.25 MHz的探头。标准试块一般选用CS-I、CSK-IA、CSK-IIA、RB-2等型号。探头在主轴部位用直探头全方位扫查，径向探测时的检测方法有大平底调节法和对比试块法。径向厚度S≤3 N（近场区）时才采用试块调整法，S>3 N（近场区）的主轴能采用底波调整法调整探伤灵敏度，如此操作即可不用再考虑耦合误差补偿，也不用考虑主轴材质同标准试块之间的声衰减误差补偿。大平底调节灵敏度时，首先要采用能显示材料组织反射的高灵敏度在主轴各段找出无缺陷反射的部位，然后将该部位的底波幅度调到80%。斜探头检测时的调整时，利用CSK-IIA或者RB-2试块将探伤系统灵敏度调整为Φ2或Φ3水平。
2 检测扫查
2.1 直探头扫查
（1）打开主轴端面端盖（如果条件允许应尽可能将联轴器端也拆开），然后将直探头置于主轴端面做探伤扫查，扫查中需要特别注意轴端周边部位。探头扫查的同时，应密切注意仪器屏幕的波形变化并对有关显示的信息逐一判断。（2）在主轴部位用直探头做周向的全方位扫查。直探头扫查的同时，应密切注意仪器屏幕的波形变化并对有关显示的信息逐一判断。
2.2 斜探头扫查
将斜探头在主轴滚筒内及两滚筒之间的主轴部位做轴向与周向扫查，以尽力检测扫查滚筒大边、轴承座内、联轴器等位置的主轴未部位。
3 判定准则
（1）矿山在用提升机和提升绞车主轴上不允许有疲劳裂纹缺陷的存在，当确认为裂纹回波之后，应做如下处理：
①应尽可能地用磁粉探伤或渗透探伤方法进行验证。②测出裂纹的回波幅度、各项延伸长度、位置及取向。③观察与裂纹回波相对应的主轴上的具体部位，将检测结果按坐标作相应的记录。
（2）矿山在用提升机和提升绞车主轴内部缺陷可依据GB/T 6402-2008《钢锻件超声检测方法》中的结果评定，质量等级验收标准应按产品的技术条件和有关规定选择或经合同双方协商选定；也可依据GB 20181-2006《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》中4.3.9条的规定执行，GB 20181-2006《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》结果评定如下：主轴应进行探伤检查，内部不应有白点和裂纹，其夹杂和非裂纹性缺陷要求如下：在主轴轴心2/3直径范围内的单个、分散性缺陷和密集性缺陷，应符合相关规定；在主轴轴心2/3直径以外范围，允许存在不大于Φ5 mm的当量单个、分散性缺陷6个；允许存在小于Φ4 mm的当量密集性缺陷，但缺陷区面积不应超过被探面积的5%；也可参照JB/T 1581-1996 《汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤方法》中检测结果评定执行；依据GB/T 6402-2008《钢锻件超声检测方法》结果评定，所要求的质量等级按产品的技术条件、有关规定或供需双方协商选定；参照JB/T1581-1996《汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤方法》结果评定如下，各类锻件的探伤结果分别按JB/T 7025、JB/T 1265、JB/T 7027、JB/T 7026、JB/T 1267、JB/T 7178中规定进行评定。
关键词：超声波技术；船舶管系；故障检测
1超声波检测技术的定义
超声波检测指的是根据超声波在工件传播过程中，工件对其发生的反射、透射等现象，我们对波的这些特性进行研究，识别工件内部构成、几何特点、内部缺陷，并能够对工件的应用价值提供理论支持的技术。
超声波的特点：
（1）超声波具有良好的指向性，在介质中能够集中在特定的方向上，沿直线传播。
（2）在介质中传播，超声波会因为波的特性而发生散射、衰减等。
（3）相比于其他声波的能量，超声波具有更大的能量。
（4）相比于超声波在其它介质中的传播，在固体中传播时不会衰减太多，能够传播距离更远。超声波在传播过程中，如果从一种介质进入到另一种介质，就会发生反射、折射等现象，特别是在气体和固体之间传播时。例如在固体中，存在空洞、断痕、异物等，超声波传播时，遇见缺陷会发生反射现象，尤其全反射时信号最强，接收探头接收到反射回来的缺陷波，通过超声波检测仪进行信号处理，可以在超声波检测仪的显示器上显示不同幅值及坐标位置的波形。我们能够通过波形幅值大小及时间坐标得出缺陷在固体中的大小、位置和特性等参数信息。
超声波检测具有很大的优势，具体来说：
（1） 适用范围广，可以对非金属、金属或一些复杂材料进行无破坏的检测；
（2） 穿透能力强，当被测固件厚度比较大时，超声波是一个很好的选择。如在一些钢结构的检测中，对于3mm厚度的金属材料或者几米长的钢结构试件都可以很好的检测；
（3） 缺陷识别分辨率高；
（4） 能够容易识别到一定面积的缺陷；
（5） 灵敏度高，对于很小的裂痕等就能够很好的检测；
（6） 检测时间短、花费少，对人体不构成健康威胁，仪器携带方便，操作简单。
2超声波检测方法
超声波检测具有很多分类方法，按耦合方式分为接触法与浸液法；按检测原理可以分为脉冲反射法和穿透法等，按波形分为纵波检测，横波检测，表面波检测等。接触法就是在超声波换能器和被测工件表面中的空隙里涂上耦合剂直接接触进行检测的方法。常用的耦合剂有机油，甘油，水玻璃等，具有降低阻抗，减少衰减，传递超声波能量的作用。直接接触检测法操作方便，但是对被检测工件表面的粗造度具有一定的要求。当工件表面太粗糙时，会影响到超声波的检测质量，降低检测的准确性。纵波脉冲反射法分为一次脉冲反射法和多次脉冲反射法。一次脉冲反射法是以一次底波为依据进行检测的方法。超声波在向被检测工件传播的过程中，部分超声波遇到障碍时会反射回来，其余声波会继续传播直到传播到工件底面反射回来。由发射波，缺陷波和底波在时间基在线的相对位置，就可以知道缺陷的大致位置。多次脉冲反射法是以多次底波为依据对缺陷位置进行定位的方法，通常用于对疏松材料工件的检测。表面波检测法是表面波沿着被检测工件表面传播，根据表面波只能在固体中传播的特性工作，表面波在传播的过程中，遇到裂纹等会发生反射，就能准确的反映检测工件表面的状态。采用表面波进行检测时，需要对被检测工件进行清洁。在我们的实验中我们采用多次脉冲反射，提高系统定位的精度，根据船舶实际工况，为了方便超声波换能器的检修，我们选择直接接触法进行检测。利用超声波纵波能够在液体中传播的特性和表面波不能在液体中传播的特性，采取超声纵波对管道故障进行定位，超声表面波对泄漏进行检测的方案检验船舶管道故障。
3超声波换能器在系统中的安装
在超声波换能器的功率选择上，通常应该留有一定的功率余量，因为船舶机舱的工作环境往往比较恶劣，存在噪音大，高温，潮湿，有较强的电磁干扰等等的客观因素，这些因素能大大的消耗超声波的功率。若不选择大功率超声波换能器，在系统工作时往往会出现测量响应慢，检测精度低，系统容易误报警等现象，严重影响整个系统的正常运行。超声波探头和工况检测主机之间的连接需要高l同轴电缆，电缆需要屏蔽，避免环境电磁噪声的干扰，在检测过程中不得随意更换电缆。在更换电缆的同时，需要对系统的阻抗进行重新匹配，超声波换能器的安装位置进行重新调整，确保检测的灵敏度和精确度。超声波探头和被检测管道之间需要采用耦合剂，采用耦合剂可以驱除超声波换能器和被测管道之间的空气，增加声能的穿透率，降低声阻抗，使超声波更好的进入管道。常用甘油作为耦合剂进行耦合处理。为保证测量精度和稳定性，超声波换能器的安装的安装点应选择在流场分布均匀的直管段部分（安装时管道中必须充满液体），必须遵循以下原则：
（1） 选择材质均匀质密、超声波易于传输出的管道。尽量选择无结垢的管道进行安装，充分考虑管内壁结垢状况和管道充满流体工质的情况，如垂直管道（流体向上流动）或水平管道，避免安装在管道系统的最高点或带有自由出口的竖直管道上（流体向下流动）。
（2） 安装超声波换能器时必须把欲安装换能器的管道区域清理干净，换能器与管道的接触部分涂满足够的耦合剂，防止空气进入影响超声波信号传输。
（3） 应选择在上游大于10倍管道直径、下游大于5倍管道直径以内无任何阀门、弯头、变径等均匀的直管上安装超声波换能器，安装点应充分远离阀门、泵、高压电和变频器等干扰源，如图1所示。两个换能器间安装距离满足公式：应保证安装有超声波换能器的管段有足够的上下游直管段长度，一般要求前直管段为10D，后直管段为30D。
（4） 在安装方式上，Z方式安装的换能器信号强度高，系统稳定性好，因而选用Z方式安装。两个传感器必须安装在管道轴面的水平方向上，并且在轴线水平位置±45°范围内安装。
4结语
目前，船舶上更多的是采用人工巡视的方法对管道泄漏进行检测和定位，这时故障发现的及时性和故障点定位准确性主要取决于船员的责任心和工作经验，大大的增加了船员的劳动强度，无法满足现代船舶智慧化的发展需求现状。现在虽然全球众多国家都投入了大量的人力和财力研究管道泄漏的检测定位及防护，但大部分研究成果还仅应用于石油管道，在现在已经拥有的船舶管系故障检测与定位技术中，还没有成熟的系统技术和先进的实时在线监测设备应用。本文主要对超声波技术在船舶管系故障检测中的应用进行了简要的分析，希望能够起到一定的借鉴作用。
参考文献：
关键词： 超声波测距； 安全隐患； 远距离测距； A/D采样
中图分类号： TN951?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）02?0117?03
0 引 言
随着科技日新月异的发展，矿山数字化进程不断推进，大量的采煤设备引进到煤矿当中使用，煤矿的开采量也随之增加，但开采量增加的同时带来了一个新的问题——如何将开采出来的煤安全快速地运输出去。针对这一问题，我国煤矿采取增加机车运输车辆、提高电动机车的车速和机车24 h作业。这样一来，驾驶员容易出现疲劳驾驶和注意力不集中，从而带来一系列安全隐患问题，因此设计出一套机车防撞报警系统，对于煤矿安全有着非常重要的意义。而这套系统的关键技术在于测距——测量前方障碍物到机车的距离，当今应用于测距的方法主要有以下五种：红外测距、激光测距、超声波测距、毫米波雷达测距和摄像系统测距。结合煤矿自身的复杂环境的考虑，本文选用超声波测距。超声波测距作为一种典型的非接触测量方法，在很多场合，诸如工业自动控制，建筑工程测量和机器人视觉识别等方面得到广泛的应用[1]。与其他几种测距方法相比，不受光照度、烟雾、电磁干扰等因素的影响，目前已普遍应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场。近年来，使超声波测距系统在提高有效作用距离的同时，相应提高测量精度与抗干扰能力，成为超声波测距技术的又一个重要研究方向[2]。
针对此点，马志敏提出自动根据测量距离远近调控发射功率的方法，即自动根据距离的远近来调整发射拖尾波覆盖信号的宽度，从而消除拖尾波的干扰[3]。杜晓采用40 kHz和25 kHz两种频率的超声波测距，既扩大了测量范围又能兼顾小范围测距时的测量精度[4]。本文将对超声波测距的基本原理、硬件电路、软件算法和示波器调试进行叙述，并对其发展趋势进行展望。
1 超声波测距的基本原理
超声波测距仪是由超声波发射器、接收器和信号处理装置三部分组成。超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性，超声波测距就是利用其反射特性来工作的。超声波发射器不断发出一系列连续脉冲（比如30 kHz的超声波），并给测量逻辑电路提供一个短脉冲。超声波接收器则在接收到所发射超声波遇障碍物反射回来的反射波后，也向测量逻辑电路提供一个短脉冲，再利用双稳电路把上述两个短脉冲转化为一个方波脉冲。方波脉冲的宽度即为两个短脉冲之间的时间间隔。测量这个方波脉冲的宽度就可以确定发射器与探测物之间的距离。如图1所示，根据测量出输出脉冲的宽度，即测得发射超声波与接受超声波的时间间隔，从而就可求出机车与障碍物之间的距离[S]：
[S=12vt]
式中：[v]为超声波音速（即声速）；[t]为时间[5]。
根据超声波测距仪的工作原理，本文对其进行改造，以单片机作为控制核心，能够更灵活的输出不同频率、不同占空比的脉冲，自带的16位定时器功能可以得到一个更为精准的时间。
图1中，单片机为核心控制部分，通过内部定时器产生30 kHz的方波，经过发射驱动电路驱动超声波发射器发射出去，与此同时，单片机开始计时。
接收回路将微弱的回波信号检出，送到信号放大电路放大，将放大后的脉冲信号输出到单片机中断口，单片机收到中断信号后停止计时并计算出距离值，直接送给显示电路显示。接收过程中，单片机可以定时控制放大电路的增益逐渐增大，以适应因距离越远而越微弱的回波信号。
目前国内超声波探头探测距离一般在15 m以内，而本文选用了世界超声波传感器领导品牌美国AIRMAR公司生产的AR30超声波传感器，其标准探测距离为80 cm～25 m。
通过匹配该传感器各性能参数，设计出合理的硬件电路。而要达到25 m远距离测量，发射功率和接收灵敏度必须很好地配合。
2 硬件电路设计
超声波测距的远近取决于发射功率和接收灵敏度，发射功率越大返回的能量就越强，检测的距离也就越远，但与此同时带来的副作用是余波时间也越长导致无法测量近距离的物体；在测量越远距离的障碍物时返回的回波信号也就越微弱，必须先经过放大电路进行处理。放大倍数越大，灵敏度就越高，测量的距离也就越远，但与此同时干扰信号也随之放大导致测量出的距离出现错误现象。因此，合理地控制好发射功率和接收灵敏度，将会使测量距离和稳定性达到一个较佳的状态。
2.1 发射模块
作为发射模块自然功率越大越好，而AR30超声波传感器属于电压驱动，其功率正比于驱动电压，所以采用变压器升压，升压比1∶40。网络标号“30KPulse”是由单片机软件产生的频率为30 kHz、高电平为3.3 V的脉冲信号，经过三极管Q1，Q2两个开关管之后转变为频率为30 kHz、高电平为12 V的脉冲信号，再经过场效应管Q3来到脉冲变压器T1（电压比n=40）初级线圈，此时从次级线圈出来的高电平达到了原来12 V的40倍，即480 V，再经过D1，D2，D3，D4输出到AR30超声波传感器发射出去等待回波信号（见图2）。
2.2 接收模块
由于发射功率、被测物体距离、被测物体的表面反射率、被测表面与探头的法线是否垂直等因素的影响，回波信号比较微弱， 这就需要利用运算放大器将其放大，最后送给单片机进行处理，由于本文要实现远距离测量就必须提高接收的灵敏度，故选用放大倍数为1 000的信号接入单片机（见图3）。
3 软件代码的实现
本文采用的单片机是Silicon Laboratories公司的增强型51单片机C8051F060，内部有两个16位SAR ADC，它拥有以下几个优点：16位分辨率、+0.75 LSB INL保证无失码、可编程转换速率最大1 MS/s、可作为两个单端或一个差分输入、直接存储器存取和内部温度传感器。下面给出用C语言编写的频率为30 kHz、占空比为27%的10个脉冲信号的部分源代码：
sbit Pulse = P2^7；
Timer2_Init （440）； //Initialize the Timer2
SFRPAGE = TMR2_PAGE； //Set SFR page
TMR2CF = 0x08； //Timer2 uses SYSCLK
TMR2 = 0； //Init the Timer2 register
TMR2CN = 0x04； //Enable Timer2 in auto?reload mode
for（i=0；i
{
Pulse=0；
while（TMR2
Pulse=1；
while（TMR2
SFRPAGE = TMR2_PAGE； //Set SFR page
TMR2 = 0； //Init the Timer2 register
}
Pulse =1；
以上由单片机产生的10个脉冲经过发射驱动电路反相、升压后通过超声波AR30发射出去，在接收程序上利用单片机的16位高速A/D进行采样，经过一系列的算法得到回波信号的到来的时间t，从而由公式[S=12vt]得出前方障碍物的距离，将其显示在液晶屏上并发出声光报警信号提醒驾驶员前方不远处有障碍物。
图3 超声波接收信号放大电路图
4 示波器调试
发射脉冲示波器实测脉冲波形图（见图4）（频率f=29.34 kHz，周期T=34.09 μs，幅度为10 V，脉冲数目为10个）。
接收波形示波器实测图（见图5），前段波形是余波信号，余波时间的长短与发射功率有直接关系，在这里通过软件延时跳过余波信号，第二段是遇到障碍物返回的回波信号，软件算法上就是通过计算出这段回波到来的时间得到此障碍物的距离。
5 结 语
通过以上研究分析及实验数据验证，实现了25 m远距离障碍物的探测，但由于被测物体距离太远、被测物体的表面反射率不高、被测表面与探头的法线不垂直等因素导致回波信号非常微弱，这就需要提高发射功率和接收灵敏度，与此同时干扰信号也跟着被放大增强从而导致检测出现误报现象，合理的硬件设计和优化的软件算法可有效地解决误报现象，并能大大提高远距离检测的测量精度。综合目前超声波障碍物测量技术的应用现状，提出以下几点展望：
（1） 由于有效地提高发射功率可以增大测量距离，但副作用是发射后的余波时间较长，此时测距的盲区也会增大（测距盲区指的是可以测量的最小距离），合理的提高发射功率和余波抵制电路配合将会进一步改善超声波检测的性能。
（2） 选用指令速度更快、采样频率更高的单片机，如STM32F407，指令速度快可减少响应延时的不确定性，计时精度高可提高分辨率。
（3） 可采用发射、接收分体型的超声波传感器，使发射电路和接收电路完全隔离互不串扰，这样可以增加测量的稳定性。
（4） 更优化的软件算法可有效的解决误报现象，并能大大提高远距离检测的测量精度。
参考文献
[1] 张珂.超声波测距回波信号处理方法的研究[J].测控技术，2008，27（1）：48?50.
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关键词：含油污泥 超声波技术 辽河油田
辽河油田每年产生含油污泥10-15万方，对含油污泥的处理已迫在眉睫。国内外在该领域常用的处理技术包括：溶剂萃取、焚烧、热化学洗涤、生物固化、或几种方法综合联用等， 这些方法存在一定程度局限性，因此油田污泥处理技术的相关研究对高效、节能、环保地处理油田污泥具有实践性的意义。
一、含油污泥主要特点
目前辽河油田含油污泥的来源主要有落地油泥、清罐油泥、浮渣底泥等，每天产生污水污泥超过1.2×105m3，其中最主要是稠油污水污泥。在2000年之前处理稠油污泥污水只有特油一号站，采用的工艺是气浮，现在即使采用减量处理，每年产生污泥量也非常巨大，无害处理工艺技术要求更加迫切。依目前的情况看，油田含油污泥的含油量在8%-35%之间，污泥中的主要成分是水，其比高达30%-80%，泥土和其他成分含量只占10%-50%之间。从含油污泥的化学成分看，包括老化的原油、沥青质、蜡质、胶体、盐类、细菌、气体等，还有在石油开采加工过程中添加的各种试剂，输油管道老化、腐蚀以后的污垢沉淀等成分。辽河油田由于建成时间较早，管道老化腐蚀造成的污垢成分较多，由于成分的复杂性，对辽河油田含油污泥的无害处理难度较高。辽河石油勘探局华油实业公司现有油泥处理厂年处理能力为5万吨，主要采用减量化综合处理工艺进行处理。
二、超声波技术处理含油污泥的原理
含油污泥无害处理的方法之一就是采用超声波技术脱油，其原理是应用超声波的振动和声控化。
首先，超声波的机械振动，超声波使得在其中的液体物质高速高频振动，形成极强的湍流。利用污泥中成分有液体污油、固体无机物质和水，这三种成分密度不同，在强大湍流作用下，三种物质之间会发生位移，并在界面处产生摩擦，于是油和泥就会发生分离。分离出来的石油小颗粒在振动作用下互相高速碰撞，可以克服污油小颗粒之间的界面张力，凝聚成较大的油滴。
其次，超声波的声空化，由于超声波振动后三相密度不同的物质会发生相对位移，位移速度不一致，就会在石油和污泥的界面处发生空化（产生气泡），这种空化可以达到分离石油和固体无机物的效果。气泡长大之后会在短时间内破灭，破灭瞬间会产生能流量较高的射流，超声造成的空化所射流速度可高达到400km/h，四面八方的气泡破灭产生的射流以固体不能抵挡的冲击力冲击固体表面，这样的冲击波会在不到4×10-8s的时间之内消失，产生的高温高压可将聚集的污泥分散，把石油和污泥剥离，此外，高温高压还可以降低固体无机物与污油之间的粘附力。辽河油田中的固体污垢和被污染的石油可以通过超声波的振动和声空化分离。
三、超声波处理含油污泥技术的研究
由于含油污泥来源有所不同，性质差异也比较大，比如，钻井时产生的污泥含有一些有害重金属，洗油井、修理油井过程中产生的污泥含有较多的腐蚀性物质，酸化污泥含有大量的强酸物质，原油油罐底部污泥中还有一定量的表面活性剂，通过超声技术的机械振动和声空化作用可以处理含油污泥。
王文祥在油田污泥的处理过程中采用了超声波技术，并研究了超声波的强度、超声时间、含油污泥的预热温度、清洗液使用剂量等试验条件对含油污泥的脱油效果的影响。
四、超声波处理含油污泥技术的应用
超声波具有低能耗、高效率、短时间、设备简单等优点，在工业、生物学、农业医学、化学、化工等领域已经被广泛应用。
新疆油田借鉴、结合国内外最新技术处理含油污泥，并开展了处理含油污泥的研究与应用。由于含油污泥成分复杂的特点，一般采用多种方法联用或综合使用，如热洗法、热解处理、萃取、热洗、助溶剂、回转炉等。
德国在采用超声处理含油污泥方面走在世界前列，他们主要利用超声分解剩余污泥，提高含油污泥的厌氧能力。
德国汉堡工业大学奈斯研究团队深入研究输入能量语产出的比例问题，经过超声处理含油污泥，被击毁的好氧细胞比例为5%左右时综合效果最佳。
石油、天然气在开发过程中会产生很多含油污泥，为了避免含油污泥对油田的正常运营产生影响和减少对污染的环境，中原油田的相关技术研究员充分考虑自身特点，对污泥的特性、产生原因、污泥浓缩、污泥脱水等展开了大量试验。结果表明：对含油污泥的处理技术进行研究后，在中原油田的各个污水处理站进行推广应用，均取得较好的处理效果，主要表现在污泥处理各个过程稳定运行，解决排污问题良好，处理之后水质达标且达标效果稳定，成功杜绝污泥外排之后引起污染，保护油区自身环境非常有效。
目前，我国油田在含油污泥的处理过程中大多数只采用单独的物理处理、化学处理、微生物处理等技术，而随着各种单项处理技术的发展与不断完善， 最近几年出现了联合、综合处理调理技术，而且得到了广泛的推广和大量应用。
结语：我国在石油的开采加工过程中产生大量含油污泥，一方面对有限的石油资源本身是一种浪费，污泥的不正确排放也会对环境造成极大的破坏。由于含油污泥的性质较为复杂，成为了石油开采加工中较为麻烦的问题，因此急需对含油污泥做出高效、节能的处理。超声波技术处理含油污泥，一方面可以回收超声后集聚的石油，另一方面可以减少其对环境的污染，而且超声技术本身与其他处理技术相比优势较为显著。
参考文献：
【关键词】四手操作；超声波刮治技术；医疗效率
四手操作是一种高效率的牙科操作技术和现代化的服务形式。其具体操作是指在口腔疾病治疗过程中， 医生和护士始终采取坐位，医护双手同时进行操作， 相互协调配合，进行平稳而迅速地传递器械、材料和其它用品，共同完成治疗， 并在治疗过程中对病人进行心理护理，，口腔卫生宣教，体现关怀服务[1]。自我科室2011年9月实施四手操作以来，四手操作大大提高了工作效率，提高了医疗质量，得到了医患的一致好评。
超声波龈下刮治术利用超声波的高频振荡作用及超声冲洗作用，清除牙周菌斑、
结石及各种病理组织，与手工洁刮治比较具有效果好、效率高、损伤小等特点，是牙周科的常用医疗技术。本文以超声波龈上下洁刮治术为例，探讨四手操作在牙周龈下治疗中的应用及意义。
1四手操作的操作方法
1.1 术前准备
1.1.1 器材准备：治疗盘一套， 超声波工作头和一套手用刮治器、牙周探针、双氧水、生理盐水和患者的病历资料等（遵医嘱可准备局麻药） 。
1.1.2患者的准备： 安排患者在牙椅就坐，给0.2% 洗必太漱口水含漱1min，调节牙椅与灯光，安装超声波工作头，将超声的能量输出调至合适的档位。
1.1.3心理准备： 向患者说明刮治过程中牙齿可能有酸痛、牙龈出血等，若不能忍受，可考虑局麻下进行。
1.2术中操作
1.2.1传递牙周探针给医生进行牙周探查，协助记录探诊深度、菌斑指数及其它牙周指数。
1.2.2传递探针探诊龈上下牙石情况，再用超声工作端进行刮治。采用双吸法配合医生操作，即一手持强吸唾器、一手持弱吸唾器。强吸唾器主要用于清除超声波水雾、牵拉口角、按压保护舌体等等，弱吸唾器主要用于清除口腔中的积液。术中应随治疗区域的改变随时调节灯光，随时转换左右手分别持强、弱吸唾器，吸唾器与超声波工作头密切配合，保持术区清洁、视野清晰。
1.2.3 超声龈下刮治结束后， 根据刮治牙位及医生使用器械的习惯进行传递手用器械刮治剩余龈下牙石、袋内病理性肉芽组织，配合吸唾，冲洗口腔，保证医生视野清晰。传递探针给医生检查根面是否平滑。
1.2.4 根面刮治平滑后协助传递 3%双氧水、0.2%洗必泰给医生交替冲洗患者牙周袋。冲洗时用强吸唾器清除口腔中大量的气泡，同时准备清水给患者漱口。
1.2.5 治疗完成后，用千净棉球擦净患者口周的血渍、污渍。向患者说明术后注意事项及药物使用方法。
2四手操作中的注意事项
2.1操作前： 护士应以高度的责任感热情地接待患者，消除患者就医的紧张和恐惧心理，做好心理护理。操作前备齐术中要用的器械与药品，调整椅位与灯光，为患者提供一个舒适的就诊环境。
2.2操作中： 在操作中护士应戴手套，在协助医生工作时，可以随时注意调整照明灯的方向使其操作视野清晰。 及时用强吸和弱吸洗唾，减少患者漱口次数，保证患者就诊舒适。并尽量保持一只手相对清洁， 在接触清洁物品时要减少接触面积， 如用小手指拉开抽屉， 用手指背按压开关等[2]。治疗中使用的器械或材料都由护士根据用量拿取，避免交叉污染。随时询问患者是否有不适情况，解释治疗过程，纾解患者的紧张情绪。
2.3操作后： 对治疗后所用器械严格按条例进行消毒、灭菌处理，对使用过的治疗椅及治疗台等物体表面，进行擦拭消毒。
3四手操作的意义
3.1提高治疗效率及质量： 由于护士做好了器械准备和材料调配，医生只负责完成治疗，二者分工合作，减轻了医生的工作负担，充分发挥了两者的工作能力，缩短了治疗的时间。由于治疗时间的缩短，也缩短病人张口时间，减轻其颞颌关节疲劳。在治疗过程中护士及时吸唾，减少了病人漱口起身的次数，这些都使病人对治疗的满意度明显提高。
3.2增加患者心理护理： 超声波刮治会对患者产生一定程度的敏感，加上治疗中牙龈出血，患者可能会产生恐惧和抵触的情绪。护士在操作前会对病人解释治疗的目的、方法、注意事项及时间长短，让病人有疗前心理准备，减少不安感。在操作中，护士可配合医生告诉患者病情如何，施行的治疗方案及治疗过程，随时解释治疗中各种器械和药品的用处，让病人减少因为未知产生的不安和恐惧感[3]。这样可以大大提高患者在就诊过程中的舒适度和满意度，减少牙科恐惧症的发生。
3.3减少交叉感染的发生： 四手操作可以有效地避免传统操作中因为一名护士为多名病人服务而带来经手引起的直接或间接感染。同时，因为护士在四手操作中负责器械或材料的传递，避免了医生在传统操作中由于器械或药品不能及时到位，医生戴着污染的手套或正在使用的污染器械直接取材料或药液的现象，有效地避免了物品感染。
4小结
四手操作技术是一种现代化牙科操作和管理系统，具有高质量、高效率，保护医护劳动力的优点。将四手操作应用到牙周治疗中，不仅提高了工作效率，还保障了医疗工作充分发挥护理人员的作用，更好地提高了护士的专业工作能力和主动参与工作的自信心。对于医生可以有更多的精力集中于治疗中，提高专业技术的发展。对于患者提供了舒适的就诊条件，及无微不至的心理护理，缩短了治疗时间，提高了就诊的舒适度和满意度。因此，将四手操作应用到牙周治疗中是未来的大势所趋。
参考文献
[1]赵佛容. 口腔护理学 [M] .上海 ：复旦大学出版社，2004：21.
关键词：超声波；局部放电检测；定位技术；开关柜；故障诊断；电力系统 文献标识码：A
中图分类号：TM855 文章编号：1009-2374（2016）09-0039-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.018
1 概述
目前，高压开关柜已广泛用于电力系统的变电站中，是电力系统中不可或缺的重要组成部分。然而由于环境中湿气、高温、放电、氧化等因素，造成开关柜内电气设备绝缘劣化，最终以局部放电的形式表现且加剧绝缘劣化，进而带来安全事故和经济损失，因此对局部放电信号的检测以及定位是发现开关柜故障并对其进行及时维修的关键。
电气设备在制造和加工以及运输安装过程中，由于工艺和制造水平等原因往往会致使设备金属表面存在突起、绝缘子存在气泡、裂缝、设备表面留有金属碎屑或设备安装过程中留有连接部位松动接触不良等，这些情况都会造成开关柜内设备出现局部放电现象。局部放电长期存在会造成设备绝缘能力下降，引起设备故障。目前的开关柜局部放电检测技术主要有超声波检测法、暂态地电压法和特高频法。各种方法都有其优缺点，超声波法是近几年出现的一种检测方法，由于其灵敏度高、抗电磁干扰能力强、定位准确得到广泛应用。
2 超声波局部放电检测技术
当高压电气设备内部存在局部放电，在放电过程中，随着放电的发生，伴随着爆裂状的声发射，其振动频率在10Hz≤f≤107Hz，产生超声波，且很快向四周介质传播。伴随有声波能量的放出，超声波信号以某一速度通过不同介质（油、SF6气体、空气等）以球面波的形式向四周传播。超声波频率高其波长较短，因此它的方向性较强，且在空气中衰减较大，容易进行定位。此外，声能与放电释放的能量之间是成比例的，因此诞生出幅值比较法。根据超声波在空气中的速度是一定的，诞生了时间计算法进行定位。由于在开关柜内部件众多，而且超声法检测只能从开关柜缝隙中检测，有的局部放电用时间差法计算相对较为复杂，而幅值比较法由于应用方便、结果直接，常用于现场实际检测中。
超声波局部放电检测技术是通过超声波传感器对电力设备中局部放电时产生超声波信号进行检测，从而获得局部放电的相关信息，实现局部放电监测。由于开关柜带电部件较多，电磁环境较为复杂，但超声波法能有效规避这些电磁干扰，对于一些有超声信号的荧光灯和电磁振动等机械波干扰较难排除，因此检测时应闭灯和尽量排除某些振动干扰。
开关柜超声波局部放电检测仪主要由传感器、耳机和检测主机组成，其中超声传感器为敞开式，将传感器沿着开关柜体的空气缝隙扫描监听，同时注意耳机中声音和屏幕示数的变化。当检测到有异常信号时，应该在异常信号周围多布置几个测点检测，找到信号最大值位置，再根据现场开关柜内电气设备情况进行综合诊断。
3 超声波局部放电检测技术的应用
图1 T412开关柜超声波测试点图
图2 2号站变开关柜超声波测试布点
本文以长治某220kV变电站的35kV开关柜为例，应用超声波局部放电检测技术对设备疑似放电部位进行带电检测和定位。35kV T412断路器开关柜布置超声测点如图1所示，测试数据见表1；35kV 2号站变开关柜布置超声测点如图2所示，测试数据见表2。
表1 T412开关柜超声测试数据
检测部位 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
检测结果（dB） 17 13 8 16 13 11 5
表2 2号站变开关柜超声测试数据
检测部位 ⑧ ⑨ ⑩ ? ?
检测结果（dB） 15 13 9 9 13
两个开关柜为相邻的开关柜，因此通过测试数据和放电声音的音量大小可判断超声信号最大区域为两开关柜相邻的缝隙的中上部，其超声波信号更是达到19dB，超声信号最大值区域如图3所示：
图3 超声信号最大值区域
结合开关柜的内部结构，这里正是断路器出线经穿墙套管和站变连接的部分，因此初步判断为穿墙套管内部脏污或有悬浮电位等引起的局部放电。信号最大值位置开关柜的侧视图如图4所示：
图4 超声信号最大值开关柜侧视图
4 解体验证
通过对开关柜超声局部放电信号检测和结构分析，初步判断出开关柜内部穿墙套管存在放电缺陷，并得出了大概的放电类型，但对于具体放电位置和原因还有待进一步确定，对此，检修试验人员申请停电后打开开关柜柜门进行查看，发现2号站变开关柜穿墙套管屏蔽线断裂，如图5所示。致使引线母排与套管内壁和屏蔽线处于不同电位，使得屏蔽线对母排的绝缘护套发生悬浮放电，且在母排上有明显放电痕迹，如图6所示。
图5 A相套管屏蔽线断裂
图6 引线母排上悬浮放电痕迹
5 结语
超声波局部放电检测技术是目前发现开关柜内部电气设备因接触不良、脏污、悬浮电位、自由金属颗粒等引起的局部放电最有效的手段之一，尤其是对开关柜内外绝缘发生的爬电和表面局部放电更为有效。超声波在空气中衰减较大，这就为超声波局部放电在定位上得到了更方便的应用。而开关柜内电气设备较多、电磁环境复杂，幅值比较法不失为一种简便快捷的现场超声波定位方法。
参考文献
[1] 骆东松，范鹏飞.超声法在检测高压开关柜内局部放电的应用[J].电子设计工程，2015，（6）.
[2] 刘新宇，王衡.一起应用超声法检测高压开关柜局部放电的案例分析[J].新疆电力技术，2011，（3）.
关键词：超声波测试；表面裂缝；自动修正；室内试验
引言
沥青混凝土表面层的开裂是沥青路面的主要损害类型之一。沥青混凝土开裂可能是因交通荷载的重复作用引起(疲劳裂缝)，或是由于路面温度场的急速波动变化引起(温度裂缝)，或者是这两者的共同作用结果。过去通常认为，沥青路面的疲劳裂缝起始于沥青层底面，并向表层扩展(从底面向上扩展的裂缝)。然而，最近的部分理论和试验研究表明：在许多情况下，疲劳裂缝起始于表面，并向下扩展(从表面向下扩展的裂缝)。温度裂缝通常是由表面向底层扩展。
为了对已开裂沥青路面选定最优处治策略，确定裂缝的开裂程度(部分深度或贯穿性裂缝)非常重要铺筑2.45~4.90 cm的AC保养层或薄层沥青罩面层对于开裂至一定深度的由表面向下扩展的裂缝是一种经济有效的处治方式。但这种方式，对于贯穿整个面层的任何类型裂缝而言只是一种临时的处治措施。
通常，路面裂缝的调查评价通过目测或钻芯取样进行。钻芯取样是一种昂贵而具有破坏性的方法，在一个工程中，只能取限定数量的芯样；而目测调查不能确定裂缝的扩展深度，无法确定基层是否已经发生损害。因此，需要开发一种简单、经济而非破损的方法用以测定裂缝通过沥青面层的扩展厚度，从而确定不同的处治措施。
传统的评价沥青路面的非破损试验方法用于评价沥青路面裂缝适用性不强。落锤式弯沉仪测试弯沉对许多参数(如路面结构层厚度和特性等)很敏感，这些参数的变化比表层裂缝的存在与否对FWD弯沉有更显著的影响，因而FWD无法探测路表浅层裂缝。探地雷达(GPR)是用于探测评价路面裂缝的准确工具，但GPR测试数据的处理需要特殊的复杂技术。
1铜版刻针接触式(DPC)超声波测试
超声波测试利用高频声波(大于20 kHz)来表征材料的特性或其缺陷。声波由一个压电式换能器产生并发出，经由材料后被接收器接收。分析接收到的信号，可以得到介质材料的重要信息。超声波测试被广泛应用于建筑材料，如金属、复合材料以及混凝土的检测中，但迄今为止在路面常规测试和沥青路面的特殊测试中，还没有广泛的应用。这是缘于在沥青路面表面进行超声波测试较为困难，以及沥青材料中测试结果的复杂性所致。
为了进行可靠的材料超声测试，在声波发送器和介质材料之间必须有很好的声学接触。传统测试混凝土结构的超声波装置上有一个压板式换能器，就是靠这个压板式发送器上的特殊双向装置实现混凝土表面和换能器的声学接触。这种双向接触压板式(CPC)换能器有如下缺点：①试验速度较慢；②粗糙表面和曲面上测量结果的重现性很低；③换能器和传感器之间信号的测试可能存在错误，而这一错误可能导致错误的试验结论。
上述问题可以通过采用铜版刻针接触式(DPC)超声波测试装置，以DPC式换能器代替CPC式换能器来解决。DCP可以用于任何表面，其测试过程采用“轻型接触”方式进行。DCP式换能器的概念是由前苏联学者于20年前提出的，并经过多年的原型设备研究确定了其耐用性。最近，这种采用DPC换能器的超声波测试装置开始应用于商业。
本研究中采用的装置是由声控系统公司生产的UK1401。测试仪是由一个液晶显示器和两个内置的带圆锥形保护的超声换能器组成的电子装置；探针被固定在该装置侧向边缘，相距15 cm，每个探针都可以作为接收器或转送器，超声波实际工作频率为70 kHz。该装置通过测试声波在两个换能器之间的传播时间自动计算出波速，并通过液晶显示器显示该装置易于操作、自动调整，可适应测试目标的材料和表面特性，以及探针和测试目标间接触压力的大小；体积小(18.1 cm×6.5 cm×3.1 cm)、重量轻(0.4 kg)，便于携带。
2自动修正超声测试技术
沥青材料是一种较难利用超声测试的材料，其粘弹性使测试结果随频率的变化而变化；温度也对沥青材料的刚度和声学特性有显著的影响。
然而，在许多实际应用中，利用自动修正超声技术可以克服上述困难。这项技术被成功地用于评价混凝土结构的裂缝，包括声波在结构开裂与未开裂部分传播的同步测量。这些声波传播的同步评价可以消除进行初步校准的需要。
当前有很多种类型的自动修正方法，本研究中采用两种：试验1是沿着裂缝的方向并尽量接近裂缝进行测试；试验2是横跨裂缝进行量测；信号传播的速度被量测得到，不同信号的比率可计算得到，同时消除了温度对测试的影响。
UK1401量测的是信号由一个传感器传播到另一个传感器的时间。探针之间的距离是固定的，通过该装置按式(1)计算得到的信号传播速度，代表了真正的纵向波速。
式中：V表示纵向波在介质中的传播速度；t1表示试验1中信号由一个传感器到另一个的传播时间；L表示两个传感器之间的距离(150 mm)。
然而，如果横跨裂缝进行量测，信号的实际传播距离将大于两个传感器之间的距离(图1)，这反映在通过该仪器计算得到的波速减小上。
（2）
式中：V2表示试验2中纵向波的计算速度；t2表示试验2中信号由一个传感器到另一个的传播时间。
表面微裂缝的存在对波传播速度没有显著影响，试验2中信号的传播距离L2，可以按下式计算得到：
（3）
显而易见，试验1和试验2中信号传播距离与计算波速之比成反比，即：
(4)
对于表面裂缝而言，波的传播距离是裂缝深度的函数，于是试验2和试验1计算波速比率则是表征裂缝深度的一个合适指标。
3室内试验测量
为验证超声波测试沥青路面表面裂缝技术的可行性，现进行室内试验研究。利用Superpave PG58-28混合料旋转压实仪成型圆柱试件来制备4根沥青混合料梁，尺寸为：长17.15、高6.13、厚1.84 cm。
超声波测试试验在每根梁的顶面进行，记录纵向超声波产生的波速，然后，相继在每根梁上锯制3种不同深度的刻槽，以模拟不同深度(1.5~4.5 cm)的裂缝，并对不同深度刻槽时的试件进行纵向超声波速测试。表1示出了每组试验测试结果及计算结果。
(1)试验测得的波速范围为1 670~3 460 m/s；
(2)裂缝的存在导致纵向超声波表观速度减小；
(3)各个系列的测试都表现出较高的再现性，变异系数不超过2%，大部分不超过1%。
为了量化表观波速的减小，计算了带刻槽梁的测试平均波速与相应梁刻槽前测试平均波速之比。计算结果表明，在4根梁的测试结果中，刻槽深度与波速表观降低都表现出较强的相关性；并且除了2#梁最后部分的测试结果外，其他结果中波速降低百分率与刻槽深度都近似为线性关系。
当裂缝深度接近面层厚度时，裂缝深度与速度比率的关系将表现为较强的非线性。最终，当裂缝扩展到整个层厚时，信号将不能由一个传感器传播到另一个传感器，信号传播的表观波速接近为零。本研究仅考虑表层微裂缝情况，对于裂缝深度接近层厚的情况，需要进一步研究。本研究中采用的是较薄(1.84 cm)的试件，对于较厚试件，裂缝深度与速度比率关系可能会有不同。
4结束语
关键词：钢结构;焊缝;超声波;检测技术;要点
Abstract: the paper mainly for high-rise construction steel structure weld ultrasonic testing technology characteristics and demands and to high-rise steel structure in weld ultrasonic testing technology main point to carry on the analysis, mainly from the installation of steel column, steel beam, steel support, and steel plate shear wall butt weld and Angle docking weld ultrasonic detection combination elaborates the main points, thus puts forward the testing results of evaluation and quality level classification.
Keywords: steel structure; Weld; Ultrasonic; The detecting technology; points
中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：
高层建筑钢结构是由钢结构件按照一定的框架形式焊接、组装而成的空间刚度体系。因其具有坚实耐用、可塑性强、可拆卸回收再利用等优点，在民用建筑领域受到越来越广泛的使用和认可。本文通过多年的工作实践，针对以下高层建筑钢结构焊缝超声波检测技术要点进行了分析。
1 工程概况
某超高层办公室建筑，地上43 层，地下3层，地上一至五层为商场，六至四十三层为写字楼，建筑高度188.00米，本工程结构形式为全钢结构，总重共约12500 吨。本工程设计采用矩形钢管混凝土框架—钢支撑（钢板剪力墙）结构体系。
2 技术特点及要求
（1）因该钢结构工程涉及工厂制作构件的厂内制作焊缝检验及现场安装焊缝检验两个部分，针对本工程钢结构工程为超高钢结构建筑这一具体情况，根据 GB50205－2001《钢结构工程施工质量验收规范》要求和依据该工程上部钢结构工程设计总说明超声波检测之要求，并按以下方法进行焊缝探伤。
（2）本工程主体钢结构工程是由箱形钢柱和 H型钢梁组成，板厚大于等于25mm 的柱、支撑材质采用抗层状撕裂性Z向钢板Q345C-15Z，其余柱、支撑及钢梁采用Q345B，预埋件、隅撑、屋顶水平支撑等型钢材质为Q235B。钢板厚度由次梁的8mm至钢柱的50mm 不同规格。
（3）对于钢构件焊缝的要求有一级焊缝和二级焊缝，一级焊缝要求100%超声波探伤，二级焊缝要求做20%超声波探伤。
（4）对于不小于30mm 的钢板，在梁与柱及支撑连接部位上下200mm范围内焊前应对母材补充超探，焊后对焊缝探伤的同时，应对热影响区母体金属进行超探，不得出现层状撕裂。
（5）钢结构的柱、梁、支撑以及钢板剪力墙的拼接焊缝一般采用埋弧自动焊，箱形柱和箱形钢支撑的壁板间的连接焊缝采用手工CO2气体保护焊打底,埋弧自动焊盖面的焊接形式， 箱形柱和支撑的内横隔板采用电渣焊，现场安装焊缝采用手工CO2气体保护焊。
3 超声波检测工艺及技术要点
3.1 工艺流程
检测工艺卡编制调试检测器材 焊缝表面检查 超声波检测 缺陷的判断、审核返修复探 签发检测报告。
3.2 检测工艺和检测技术
3.2.1 焊缝的检测面
检测区的宽度是焊缝本身，再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域，这个区域最小为10mm，最大为20mm。采用一次反射法检测时，探头移动区应大于 1.25P(P=2KT)，采用直射法检测时，探头移动区应大于 0.75P。
探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质和影响透声效果的涂层。如图1所示。
图1
箱形柱和支撑的内横隔板以直探头为主，斜探头为辅的探伤方式，主要检测电渣焊的内隔板与壁板之间是否熔透。如图2所示。
图2
3.2.2 仪器的校准和复核
（1）仪器校准。应每隔6个月对仪器的水平线性和垂直线性进行一次测定。
（2）检测前仪器和探头系统测定。使用斜探头检测前应测定前沿距离、K 值、主声束偏离，调节或复核扫描量程和扫查灵敏度。
（3）检测过程中仪器和探头系统的复核遇有下述情况应对系统进行复核：a)校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时；b) 检测人员怀疑扫描量程或扫查灵敏度有变化时； c)连续工作4h 以上时；d)工作结束时。
（4）检测结束前仪器和探头系统的复核。a) 每次检测结束前，应对扫描量程进行复核。如果任意一点在扫描线上的偏移超过扫描线读数的 10%，则扫描量程应重新调整，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复核。b) 每次检测结束前，应对扫查灵敏度进行复核。一般对距离-波幅曲线的校核不应少于 3 点。如曲线上任何一点幅度下降 2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复验；如幅度上升 2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。
（5）校准、复核和对仪器进行线性检验时，任何影响仪器线性的控制器（如抑制或滤波开关等）都应放在“关”的位置或处于最低水平上。
3.3.3焊缝的距离-波幅曲线的绘制
应按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成，该曲线族由评定线、定量线和判废线组成。对应该工程，距离-波幅曲线的灵敏度选择应根据B 级检验标准确定。
表1距离-波幅曲线的灵敏度
3.2.4 检测方法
（1）斜探头探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度。直探头灵敏度的调整，将直探头对准CBⅡ-2平底孔试块的φ5 平底孔，使第一次回波调整到满刻度的50%作为基准探伤灵敏度。
（2）耦合方式采用直接接触法。
（3）探头的移动速度不应超过150mm/s，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度 10%的重叠。
（4）灵敏度补偿。耦合补偿，在检测和缺陷定量时，应对由表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿。衰减补偿，应对材质衰减引起的检测灵敏度和缺陷定量的误差进行补偿。
（5）对接焊缝检测方法。斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上，作锯齿型扫查，探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面，在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时，还应作10°～15°的左右转动。为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号，确定缺陷的位置、方向和形状，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式。
4 检测结果的评定和质量等级分类
4.1 焊缝检测技术等级
（1）B级检测采用一种 K值的探头用直射法和一次反射法在焊缝的单面双侧或双面单侧进行检测，应进行横向缺陷的检测(厚板可按相应的标准执行)。
（2）缺陷定量检测。对所有反射波幅达到或超过定量线的缺陷，均应确定其位置、最大反射波幅所在区域、缺陷当量SL±dB 和缺陷指示长度ΔL。
（3）缺陷评定
1）超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征，如有怀疑时应采取改变探头K值，增加探伤面、观察动态波型、结合结构工艺特征作判定，如对波型不能准确判断时，应辅以其他检测方法作综合判定。
2）最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷，其指示长度小于 10mm时，按5mm计。
3）相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度时(或根据标准小于8mm 时)，以两缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度。
4.2 超声检测质量分级
（1）最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷，根据缺陷指示长度按下表 B 级的规定予以评级。缺陷的等级分类如表2所示。
表2 缺陷的等级分类
注：δ为坡口加工侧母材板厚，母材板厚不同时，以较薄侧板厚为准
（2）最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均应为Ⅰ级。
（3）最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评定为Ⅳ级。
（4）反射波幅位于Ⅰ区的非裂纹性缺陷，均评为Ⅰ级。
（5）反射波幅位于Ⅲ区的缺陷，无论其指示长度如何，均评定为Ⅳ级。
（6）不合格的缺陷，应予返修，返修区域修补后，返修部位及补焊受影响的区域，应按原探伤条件进行复验，复探部位的缺陷亦应按缺陷来评定。
5 结束语
综上所述，通过建筑钢结构焊缝无损检测技术的实施，客观、公正、可靠的评价结果，保证了高层民用建筑钢结构对接焊缝和角接组合焊缝的内部质量。避免了因钢结构焊缝内部质量问题造成的工程的潜在危机。而且节约了施工成本，缩短了施工周期，从而产生了客观的社会经济效益，保障高层民用建筑钢结构安全起到了积极的作用。超声波无损探伤技术为国内外标准规范一致推荐的钢结构焊缝常用且有效的检测方法。
参考文献
[1]欧曙光，潘智杰. 某工程钢结构焊缝超声波检测实例分析[J].质量检测，2008.
关键词 超声波；污水处理；联用技术
中图分类号X703 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）85-0094-02
0 引言
近几年来，超声波技术广泛应用于生产、生活的各个领域。例如，超声波测距、超声波探伤、超声波除垢等。20世纪90年代以来，超声波污水处理技术获得迅速发展，取得了较大进展。但是单独利用超声波处理污水的效果有时并不明显，因此，超声波与其它污水处理技术的联合使用成为研究热点。借助超声波的空化作用、机械作用和热作用来加速有机污染物的分解反应。本文将详细分析超声波工作机理和特点，介绍超声波联用污水处理技术的应用和研究情况以及国内外超声波污水设备的使用状况。
1 超声波及其联用技术相关工艺
1.1 超声波污水处理工作机理
超声波一般是指大于16kHz，能量集中、沿直线传播的高频机械波。当一定强度的超声波在水或者其他介质传播时，会产生一系列化学、光学、电学等反应。基于这些反应，超声波具有主要四大物理效应可以在污水处理过程中完成降解、氧化反应去除污水的有害物质。超声波的四大物理效应也是超声波联用技术的理论基础。下面简单介绍超声波的基本效应：1）机械效用。超声波在水中传播过程中，虽然震幅较小，但超声引起的质点加速度却非常大。超声波的机械震荡与超声波降解作用相关，超声波机械震荡能量愈大降解的能效越高，但是并不是超声波的频率越高降解效果越好。不论是以自由基还是以热效应为主的降解作用都有一个超声波最佳频率，超过这个阀值频率之后可能反而会降低污水处理效果；2）热效用。超声波在水中传播时，由于机械振动的原因会吸收能量加热周围的水，造成局部温度的提高。这就是超声波的热效用。实验表明，温度的提高有利于加快化学或物理反应速度。CFC- 113等制冷剂水溶液的超声降解结果表明CFC- 113空化泡内的热分解是CFC降解的主要途径；3）空化效应。超声波在水中传播达到一定能量时，会在水中形成局部负压，促使水中的气泡生长直至破裂，形成局部点的高温、高压并伴随有强烈的冲击波和射流，这就是空化效应。超声波空化效应是超声催化的主要理论基础。空化形成的高温、高压有利于反应物裂解形成更活跃的化学成分，如自由基等。另外，空化效应的冲击波和射流有助于水中物质表面的分解和清洗作用并破坏物质内部的结构从而有助于提高化学反应活性；4）自由基效应。超声波产生的高温高压会令水或空气分解，形成多种自由基，例如・OH、・O、・H自由基等。这些自由基会氧化、还原、转移水中的有机分子，从而降解水中的物质，一般会形成无机物、水或无毒的小分子有机物。
1.2 超声波及其联用技术相关应用
超声波降解要走向工业化，仍存在能耗大、费用高、降解不彻底等问题。因此，研究超声波和其它污水处理方法的联用技术是目前超声波实用化的重要手段。超声波联用有很多种类，下面简单介绍几种常用联用技术。
1）超声/臭氧联用技术
超声/臭氧联用技术是超声波污水处理技术中研究最多、最早的技术之一。臭氧作为一种强氧化剂可以单独使用于水处理。超声波加入之后可以使臭氧能够很好地溶解与分散在水中，提高臭氧氧化能力，节约电能，减少臭氧的投加量。目前，已有众多研究成果表面，超声波可以减少50%的臭氧投放量，其工作的机理在于超声波可以分解臭氧产生大量的・OH自由基，提高臭氧的氧化还原能力，达到去污功效。
2）超声/H2O2联用技术
超声/H2O2联用过程中，超声既可以起到反应物，也可以起到催化剂的双重作用。超声可使有机分子降解，可以作为一种反应物；超声使H2O2分解生成有效的氧化自由基，从而导致有机物发生一系列的氧化降解反应，因此，有时一种催化剂。需要注意的是H2O2的量必须保持一定值。因为H2O2在反应中是起到自由基的清除剂作用，如果含量过大，反而会使水中的自由基数量减少。
3）超声/Fenton联用技术
实验表明，在超声/Fenton体系中加入H2O2催化剂，其超声降解效果更佳，COD去除率更高。使用超声/Fenton体系，加入H2O2催化剂后降解甲基丁基醚试验中，当H2O2浓度为0时，Fenton没有对甲基丁基醚起到分解作用；当H2O2浓度达到一定时，分解作用增大；当超过一定阀值时，降解作用减低。因此，使用超声/Fenton联用技术的作为催化剂的H2O2的浓度应为最优值。
4）超声/磁化学联用技术
利用磁的化学效应，可以有效地提高HO的浓度，大大强化了超声处理效果。国内已经有学者申请了此方法的废水处理的发明专利。
目前，还有许多超声波联用技术，例如超声/脱附联用技术、超声/生物联用技术、超声/湿法氧化联用技术、超声/微电场联用技术、超声/光化学联用技术等等，本文限于篇幅就不在一一介绍，具体可详见文献[1]。在实际生产过程中，国内外也开始推出超声波联用技术产品。例如如图1所示，就是国内生产的一种超声波联用技术污水处理设备的流程图。国外，日本东京三菱化工机械公司与Proudo公司联合开发成功基于超声/电/磁场联用技术的污水处理设备并开始应用。
2 结论
由于超声波技术具有简便、高效、无污染或少污染的特点，是一种新型水处理技术。超声波联用技术的使用避免了工业化过程中能耗大、费用高、降解不彻底等问题。本文详细介绍了超声波联用技术的基础、应用情况以及今后的发展方向，随着科学技术的不断进步，相信新型超声波污水处理产品和技术将深入人们的生产和生活中。
参考文献
