超声波技术在养牛业上的应用

　　超声波是一门以物理、电子、机械及材料为基础的通用技术之一(葛飞,1999),已经深入到社会生活的各个领域,特别是在现代军事、工业、医学、服务业等领域有着举足轻重的地位。并且超声波技术的优良特性,在近代养牛业上得到广大学者的青睐,并且广泛应用到试验和生产实践的各个领域(李雅莉,2006;马毅,2000)。

　　1 超声波技术的原理及特性

　　1.1 超声波的原理

　　超声波是机械的压力波,以人耳能听到的声波频率为基准,其频率高于20000Hz,为不可闻的声波,超声波频率可高达1011Hz(赵庆明,2003)。超声波的传播要依靠弹性介质。其传播时,弹性介质中的粒子振荡,并通过介质按超声波的传播方向传递能量,这种波可分为纵向波和横向波。固体内,两者都可以传送,而在气体和液体内,只纵向波可以传送。超声波能够引起质点振动,质点振动的加速度与超声频率的平方成正比(席细平,2007)。

　　1.2 超声波技术的特性 超声波与可闻声波相比,

　　由于频率高、波长短,因而具有如下特性:①方向性好。由于超声波频率高,波长短,衍射现象不显著,所以超声波的传播方向性好,容易得到定向而集中的超声波束。超声波的这一特点,既便于定向发射以寻求目标,又便于聚焦以获得较大的声强。②功率大。超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率越高功率越大。因此,超声波的功率可以比一般声波的功率大得多。③穿透力强。试验指出,超声波在气体中衰减很强,而在液体和固体中衰减很小,介质的吸收系数随波的频率增大而增大,所以当超声波的频率增加时,穿透本领会下降,为此在不同的应用中应选用适当的频率。但因其声强大,且能量集中,故有较强的穿透本领。在不透明的固体中,超声波能穿透几十米的厚度。超声波碰到杂质或介质分界面有显著的反射。引起空穴作用。超声波在液体中传播时由于超声波与声波一样是一种疏密的振动波,在传播过程中,液体能耐压,而承受拉力的能力很差。当超声波的波强度足够大时,液体因承受不住拉力而发生断裂(特别是在含有杂质和气泡的地方),从而产生近于真空或含少量气体的空穴。在声波压缩阶段,空穴被压缩直至崩溃。在崩溃过程中,空穴内部可达几千摄氏度的高温和几千个标准大气压的高压。此外,在小空穴形成过程中,由于摩擦而产生正、负电荷,在空穴崩溃时,产生放电、发光现象。超声波的这种现象,称为空化作用。½引起许多特殊效应。由于高能量超声波强烈的机械振动在击碎、搅拌、去气、扩散、渗透等效应中都有重大作用,有时还会产生凝聚效应和分离效应。

　　2 超声波技术在养牛业上的应用