輻射式感器ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 18:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 液體形成空化作用與介質(zhì)的溫度、壓力、空化核半徑、含氣量、聲強(qiáng)、粘滯性、頻率等團(tuán)素有關(guān)。一般情況下 ， 溫度高易于空化；液體中含氣高、空化閥值低、易于空化；聲強(qiáng)高，也易于空化；頻率高，空化閥值高，不易于空化。例如，在 15kHz時(shí)，產(chǎn)生空化的聲強(qiáng)只需要 — 6W／ , 而頻率在 500kHz時(shí) ,所需要的聲強(qiáng)則為 100一 400w/ 。 2cm2cm 在空化中．當(dāng)氣泡閉合時(shí)所產(chǎn)生的沖擊波強(qiáng)度最大。局部壓力可達(dá)到上千個(gè)大氣壓，由此足以看出空化的巨大作用和應(yīng)用前景。 （ 3)熱學(xué)作用 如果超聲波作用于介質(zhì)時(shí)被介質(zhì)所吸收，實(shí)際上也就是有能量吸收。同時(shí)由于超聲波的振動(dòng)，使介質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的高頻振蕩，介質(zhì)間相互摩擦而發(fā)熱，這種能量能使液體、固體溫度升高。超聲波在穿透兩種不同介質(zhì)的分界面時(shí)，溫度升高值更大，這是因?yàn)榉纸缑嫔咸匦宰杩共煌?，將產(chǎn)生反射，形成駐波引起分子間的相對摩擦而發(fā)熱。 超聲波的熱效應(yīng)在工業(yè)、醫(yī)療上都得到廣泛應(yīng)用。 二、超聲波傳感器 利用超聲波在超聲場中的物理特性和種種效應(yīng)而研制的裝置可稱為超聲波換能器、探測器或傳感器，超聲波傳感器可以是超聲波發(fā)射裝置、也可以既能發(fā)射又能接收發(fā)射超聲波的裝置。這些裝置一般都能將聲信號轉(zhuǎn)換成電信號。 超聲波探頭按其結(jié)構(gòu)可分為直探頭、斜探頭、雙探頭和液浸探頭。超聲波探頭接其工作原理又可分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等。實(shí)際使用中壓電式探頭最為常見。 壓電式探頭主要由壓電晶片、吸收塊 (阻尼塊 )、保護(hù)膜組成，其結(jié)構(gòu)如圖 10— 6所示。 圖 96超聲探頭結(jié)構(gòu) 壓電晶體多為圓板形，其厚皮與超聲頻率成反比例如，晶片厚度為1mm， 自然頻率約為 ，自然頻率為 。 壓電晶片的兩面鍍有銀層，作導(dǎo)電的極板。阻尼塊的作用是降低晶片的機(jī)械品質(zhì)，吸收聲能量。 如果沒有阻尼塊，當(dāng)激勵(lì)的電脈沖信號停止時(shí)，晶片將會(huì)繼續(xù)振蕩，加長超聲波的脈沖寬度 ,使分辨率變差。 第三節(jié) 核輻射傳感器 核輻射傳感器的測量原理是基于核輻射粒子的電離作用、穿透能力、物體吸收、散射和反射等物理特性，利用這些特性制成的傳感器可用來測量物質(zhì)的密度、厚度，分析氣體成分，探測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，它是現(xiàn)代檢測技術(shù)的重要部分。 一、核輻射相關(guān)的知識： 放射性同位素的相關(guān)知識： 在核輻射傳感器中，常采用 、 、 和 x射線的核輻射源，產(chǎn)生這些射線的物質(zhì)通常是放射性同位素。 所謂放射性同位素就是原子序數(shù)相同，原子質(zhì)量不同的元素，這些同位素的衰減規(guī)律： 為衰減常數(shù)。 0tJ J e ???? ? ?? 核輻射檢測要采用半衰期比較長的同位素。半衰期是指放射性同位素的原子核致衰變到一半所需要的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間又稱為放射性同位素的壽命。還要求放射出來的射線要有一定的輻射能量。 二 、核輻射的物理特性 核輻射 核輻射是放射性同位素衰變時(shí)，放射出具有一定能量和較高速的粒子束或射線。主要有四種： 射線、射線、 射線和 X射線。 ， 射線分別是帶正、負(fù)電荷的高速粒子流； 射線不帶電，是以光速運(yùn)動(dòng)的光子流； x射線是原子核外的內(nèi)層電子被激發(fā)射出來的電磁波能量。 ? ??? ? 通常以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的次數(shù)表示放射性酌強(qiáng)弱。輻射強(qiáng)度單位用 ci(居里 )表示： 1Ci的輻射強(qiáng)度就是輻射源 ls內(nèi)有 次核衰變。另外還有 毫居里、微居里等單位。在檢測儀表中常用毫居里或微居里作為計(jì)量單位。 103 .7 1 0?核輻射與物質(zhì)的相互作用 （ 1）核輻射線的吸收、散射和反射 、 、 射線穿透物質(zhì)時(shí)，由于原子中的電子會(huì)產(chǎn)生共振，振動(dòng)的電子形成四面八方散射的電磁波，在其穿透過程中，一部分粒子能量被物質(zhì)吸收．一部分粒子被散射掉。三種射線中 射線穿透能力最強(qiáng)， 射線次之， 射線最弱。 ? ? ?? ?? 射線的散射作用表現(xiàn)最為突出。當(dāng) 射線穿透物質(zhì)時(shí)，容易改變其運(yùn)動(dòng)方向而產(chǎn)生散射現(xiàn)象。當(dāng)產(chǎn)生相反方向散射時(shí)，更容易產(chǎn)生反射。反射的大小取決于散射物質(zhì)的性質(zhì)和厚度。 射線的散射隨物質(zhì)的原子序數(shù)增大而加大。當(dāng)原子序數(shù)增大到極限情況時(shí)，投射到反射物質(zhì)上的粒子幾乎全部反射回來。 ? ?(2)電離作用 ? 當(dāng)具有一定能量的帶電粒子穿透物質(zhì)時(shí)，在它們經(jīng)過的路程上就會(huì)產(chǎn)生電離作用，形成許多離子對。電離作用是帶電粒子和物質(zhì)相互作用的主要形式。 離子由于能量、質(zhì)量和電荷大．故電離作用最強(qiáng)，但射程（帶電粒子在物質(zhì)中穿行時(shí)能量耗盡前所經(jīng)過的直線距離 )較短。 ? 粒子質(zhì)量小，電離能力比同樣能量的 粒子要弱由于 粒子易于散射，所以其行程是彎彎曲曲的。 在輻射線的電離作用下，每秒鐘產(chǎn)生的離子對的總數(shù)，即離子對形成的頻率可出下式表示： ? ??1 .2e dEf C JE? 帶電粒子的能量； 離子對的能量； 輻射源的強(qiáng)度；在輻射源強(qiáng)度為 1Ci時(shí)，每秒放射出的粒子數(shù)，利用上式可以測量氣體密度等。 E dE J三、核輻射傳感器 核輻射與物質(zhì)的相互作用是核輻射傳感器檢測物理量的基礎(chǔ)。利用電離、吸收和反射作
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1