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，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。
中图分类号：TG457.11
Abstract：Thedevelopmentoftwokindsofultrasonicassistedsolderingtechniqueissummarizedathomeandbroad，includingultrasonicontheliquidsolderandultrasoniconthesolidbasemethod.Themethodandfeatureofultrasonicassistedironsoldering/ultrasonicassistedprecoatedbrazing/ultrasonicassistedsaltbathbrazing/highfrequencylasermodulationultrasonicassistedsolderingareintroduced.Thecaseaboutdifferentmaterialsbrazedwithfillermetalbyultrasonicassistedonsolidbasemetalisanalyzedemphatically.Thecharacteristicandperformanceofdifferentultrasonicassistedsolderingmethodareanalyzed，finallytheprospectofultrasonicassistedsolderingtechniqueisforecast.
Keywords：ultrasonicassistedsoldering；liquidsolder；solidbasemetal；fillermetal
0前言
超声波为频率大于20kHz的声波。当超声波强度超过一定数值时，作为一种能量形式，它可以与传播介质相互作用，改变传播介质的状态、性质及结构，超声波的主要作用形式是声空化和声流效应[1]，利用超声波在液体钎料中的振荡，在液态钎料中产生空化现象，空化泡崩溃后所形成的冲击波，能够破坏母材表面的氧化膜，从而实现钎料与母材的润湿结合，即超声波辅助钎焊。
从上世纪70年代至今，超声波辅助钎焊因其具有可以在非真空的条件下不采用钎剂就可实现钎焊的优点，一直被广泛应用于各种结构件和电子元器件的连接中[2-6]。超声波钎焊最早应用于铝合金的钎焊，发明目的是为了实现在大气条件下无钎剂的钎焊。根据超声波的加载方式可以将其分为超声波激励液态钎料钎焊和超声波激励固态母材钎焊[7]。
本文主要概述了超声波激励液态钎料钎焊和超声波激励固态母材钎焊两种形式的研究进展，并对后续超声波钎焊的研究发展方向进行了展望。
1超声波激励液态钎料钎焊
1.1超声波电烙铁钎焊
超声波电烙铁是最早借助超声波的物理效应进行焊接的形式。在20世纪30年代就开始有学者对其进行研究。EdisonWeldingInstitute（EWI）[8]对超声波电烙铁钎焊进行了研究，认为其钎焊原理是当超声波工具头插入液态钎料中时，在超声工具头前端会产生大量的空化气泡，而空化气泡向固液界面运动，其近固液界面处发生崩溃对材料的表面产生破坏作用，使得钎料与母材发生作用从而实现界面的结合。Noltingk等[9]研制出了超声烙铁设备，用于铝合金及其它轻合金金属表面镀锡，如图1所示。
1.2超声波预涂覆钎焊
过程及钎焊接头示意图[13]
1.3超声波盐浴钎焊
1.4高频激光调制超声波钎焊
哈尔滨工业大学李明雨等[4]采用超声波频率的脉冲激光对钎料进行加热使其熔化，熔化后的液体钎料球受到高频的间断性加热时，其表面温度场发生交变震荡，而由于热胀冷缩的作用，钎料液滴表面温度的高频震荡影响产生高频的往复机械振动，该机械振动会以疏密波的形式传递进入钎料内部，并可在液滴内部产生空化效应，从而促进钎料与母材基板的润湿结合。该方法比较适用于电子行业中电路板封装的焊接。
2超声波激励固态母材钎焊
超声波激励固态母材钎焊是将超声波振动工具头直接作用待焊位置附近的工件表面，而不与液态钎料形成直接接触，超声波振动通过工件传递进入液态钎料，利用超声波效应使液态钎料在工件的表面上发生铺展润湿并与母材工件形成结合。
2.1大气环境下超声波激励固态母材钎焊
在大气环境下，利用超声波的去膜效应，国内外不少专家学者利用Sn基、Al基、Sn-Al、Sn-Zn等固态钎料实现了铝合金、铝基复合材料、钛合金、陶瓷、钛合金与铝合金、陶瓷与钛合金等材料的超声波钎焊。
Wielage等[15]采用超声波钎焊的方法连接了A12O3颗粒增强的铝基复合材料，选用Sn作为钎料，如图3所示，将钎料箔放置于母材间的水平缝隙中并加热至熔化，垂直于该缝隙面将超声波振动施加于母材上板，并在一定的压力下完成钎焊连接，作者认为空化效应和摩擦作用使得母材表面氧化膜去除，实现了钎料与母材的润湿结合。
Nagaoka等[16]采用如图4所示的超声波辅助钎焊装置，并采用Al基钎料实现了大气条件下Ti/Ti以及Ti/SS（不锈钢）的钎焊连接。Al基钎料为Al-2.5Mg-0.3Cr（质量分数，%），钎焊温度为670℃，超声波作用6s即可实现完整无缺陷的接头。
在许志武[17]研究的复合材料表面氧化膜的去除机制（潜流辅助破除机制和直接破除机制）的基础上，赵维巍等[18]采用如图5方式进行了Al18B4O33/Al基复合材料的超声波辅助钎焊。发现在超声波作用下液态Zn-Al钎料能够快速地填充整个钎缝间隙，这是一种非润湿填缝行为，并认为间隙内外的声压差是导致液态钎料毛细填缝的主要驱动力；采用甘油-水混合物代替钎料时，铝合金表面被空化效应所破坏，深度可达300nm，远超过氧化膜厚度，因此提出空化破膜为液态钎料溶解母材表层提供通道。
李远星等[20]采用Sn-Zn钎料实现了2024铝合金的超声波钎焊连接。发现与纯Sn相比，采用Sn-4Zn钎料的接头强度可提高4倍以上。采用纯Sn的接头断裂发生于界面处，而采用Sn-4Zn的接头断裂发生于钎缝内部。在Sn-4Zn/2024A1界面处存在一层非晶过渡层，强化了界面结合，而非晶层的形成被认为是超声波空化效应造成的。
陈晓光[7]采用超声波钎焊工艺实现了SiC陶瓷和Ti-6A1-4V钛合金的钎焊，采用Al-12Si作为钎料，界面结合良好，但由于接头残余应力较大，SiC陶瓷内部发生开裂。通过将Sn、Zn、Mg等元素加入A1-12Si钎料中制备了A1-15.5Sn-9.5Si-4.5Zn-0.5Mg钎料，该钎料的凝固温度降低至186℃，但熔化温度仍高达561℃。采用该钎料超声波钎焊连接SiC和Ti-6A1-4V，界面均实现了良好结合，且未发生SiC陶瓷开裂现象。
2.2超声波辅助真空钎焊
以上的研究都是针对大气环境下超声波钎焊的研究，目前国内外对于真空环境下超声波辅助钎焊的研究较少，这主要是由于大气环境下利用超声空化作用就可以代替钎剂去除氧化膜，即可实现接头性能优良的超声波钎焊，通常无需抽真空，大大降低了制造成本。但大气环境下的超声波钎焊不能在钎焊之前保护已经清洁的表面，也不能降低钎料本身的表面张力，对于一些抗高温氧化能力较差的被焊母材和活性钎料，还有一些对性能要求较高的钎焊产品，在真空环境下进行超声波钎焊还是有必要的。宋晓国[23]等人采用了超声波辅助真空钎焊分别对2014铝合金和55%SiCp/A356复合材料进行搭接焊接，均实现了良好的界面结合，获得良好的接头强度。
3结束语
超声波钎焊由于其无需钎剂的性能，被广泛应用于电子元器件的焊接中。目前超声波钎焊的研究主要集中在对各种材料的焊接接头力学性能和微观组织的研究、氧化膜的破碎机理的研究，而在超声波对于钎料润湿影响、超声波钎焊机理的研究还不多，建议今后对于超声波钎焊研究的重点在于：①继续新型材料以及新型连接材料的超声波钎焊焊接工艺研究；②超声波钎焊机理研究：钎料的润湿及铺展动力学、超声波在焊件以及钎料中的传播机制。
参考文献
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4783A.2013-11-20.
【关键词】超声测距AT89C51
近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波精确测量已成可能。随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。随着机器人技术在其诞生后短短几十年中的迅猛发展，它的应用范围也逐步由工业生产走向人们的生活。机器人通过其感知系统察觉前方障碍物距离和周围环境来实现绕障、自动寻线、测距等功能。超声波测距相对其他测距技术而言成本低廉，测量精度较高，不受环境的限制，应用方便，将它与红外、灰度传感器等结合共同实现机器人寻线和绕障功能。超声波由于方向性强、衰减缓慢且在介质中传播的距离较远，因而经常用于距离的测量。主要应用于倒车雷达、测距仪、物位测量仪、移动机器人的研制、建筑施工工地以及一些工业现场等，例如：距离、液位、井深、管道长度、流速等场合。利用超声波检测往往响应速度快，且计算方便、易于实时控制，测量精度也能达到工业现场的要求，因此在现代控制和工业现场该方法得到广泛的应用。
1超声波测距的原理
S=C×T
2误差分析
2.2超声波传播速度误差
C≈C0
公式中：T为空气的绝对温度。
C0为零摄氏度时的声波传播速度332m/s；超声波测距过程中就必须把超声波传播的环境温度考虑进去，例如当温度0℃时超声波速度是332m/s，30℃时是350m/s。
3系统硬件设计
首先我们知道AT89C51系列单片机内部是有2个16位定时器/计数器的，那么我们就用这个计时器进行计时。并且该系列单片机内部有一个寄存器，我们可以将从计时器获得数据进行处理并寄存在单片机的寄存器中，利用单片机软件编程与预存的超声波传播速度相乘，得出测量距离通过显示电路将数据显示出来。超声波测距系统结构图如图1所示。
4系统软件设计
软件采用模块化设计方法，由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断子程序、温度测量子程序、距离计算子程序、显示子程序、键盘扫描处理程序等模块组成。
5结论
该系统整体电路的控制核心为单片机AT89C51。超声波发射和接收电路中都对相应信号进行整形及放大，以保证测量结果尽可能精确。超声波探头接口实现超声波的发射和接收。等到把数据送到单片机后使用软件对超声波的传播速度进行调整。整体结构包括超声波发射电路、超声波接收电路、放大电路、比较电路、震荡电路、单片机电路、键盘输入电路、电源电路、复位电路、显示电路等几部分模块组成。经过设计调试该系统能够满足一般近距离测距的要求，且成本较低、有良好的性价比。当今汽车普及到千家万户，倒车雷达的需求不可谓不大，而本设计方法可以广泛的应用于倒车雷达的测距中，所以其经济效益非常可观。
限制该系统的最大可测距离存在4个因素：超声波的幅度、反射的质地、反射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。为了增加所测量的覆盖范围、减小测量误差，可采用多个超声波换能器分别作为多路超声波发射/接收的设计方法。
【关键词】超声波；起落架；测距
1.简介航空飞行器
1.1航空飞行器起落架现状
目前航空飞行器上的起落架有三种情况，第一种是没有起落架，比如滑翔机；第二种是固定的起落架，航模上大多数起落架就是这种不可收放的；第三种是可以收放的起落架，载人飞行器便是典型代表，这种起落架可以收放，但需要人来控制。在航空航天的领域，起落架对机而言，有很重要的意义。起落架能够承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力；承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量；因此它的工作性能的好坏，直接影响着飞机的起飞、着陆性能和安全。
1.2自动起落架的意义
由于目前航模上的不可收放起落架，影响外观，在高速飞行时，增加飞行阻力，这时，暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能；而另一种可以收放的起落架，也是需要人来手动控制的，当飞机降落遇到突况时没人控制的话就不会打开起落架，从而造成事故。所以，如果能够制作出一种通过单片机控制的自动收放的起落架，那么无论是运用于航空模型上还是真实的运用于小型飞机中，都可以大大降低危险事故发生可能性，保证飞行安全。
1.3特色及创新性
一种新的收放控制方式，利用超声波测距原理技术，超声波受环境干扰小，不会因为光照等环境因素改变而受影响，测距较准确。运用单片机为核心的自动收放系统可以实现起落架收放的自动化，该系统成本低廉，运行可靠，方便扩展。灵活的供电方式，既可接2-6S锂电，也可直接利用接收机供电整个系统电路板体积小巧，节能，全部采用贴片元件，体积为33mm×35mm，主控芯片能耗低成本低廉，制作简单。制作简单，成本低廉，所有元件不超过20个。可控制多路舵机，便于扩展，如结合襟翼、副翼等，实现襟翼、副翼的自动控制等。与单片机结合，可方便增加其他功能，如安全距离报警，定高等。
由于超声波模块的测距高度有一定限制，再加上测距的角度为15°，因此理论计算出我们的超声波模适行速度在240.48km/h以内的模型飞机。
2.航空飞行器的硬件结构
2.1机械结构
机械结构自动起落架包括三部分：超声波测距模块、控制板、起落架。整个系统的执行机构便是起落架这个机械机构，起落架采用成品的可收放起落架加装两个舵机带动。将起落架和舵机安装在合适的位置，让起落架的轮子可自由缩放便可。
2.2硬件电路
有了起落架这个机械结构，当然还得有相应的控制电路才能实现起落架的自动收放。小于这个安全距离则改变PWM占空比，控制舵机打开起落架，否则收起起落架。
3.航空飞行器的软件部分
功能：超声波测距距离控制舵机角度
硬件：超声波起落架控制板ATmeag88MHZ
接口：超声波发射TrigPB1，接收EchoPB0
舵机接PC2、PC3、PC4、PC5
3.2程序
#include
#definedistance50
//安全值
#definePWM_ODDRC|=（1
//设为输出
#definePWM_HPORTC|=（1
//输出高
#definePWM_LPORTC&=～（1
#definePWM1_ODDRC|=（1
#definePWM1_HPORTC|=（1
#definePWM1_LPORTC&=～（1
#definePWM2_ODDRC|=（1
#definePWM2_HPORTC|=（1
#definePWM2_LPORTC&=～（1
#definePWM3_ODDRC|=（1
#definePWM3_HPORTC|=（1
#definePWM3_LPORTC&=～（1
#defineTrig_ODDRB|=（1
//发送端输出
#defineEcho_IDDRB&=～（1
#defineTrig_HPORTB|=（1
//输出高电平
#defineTrig_LPORTB&=～（1
//输出低电平
unsignedcharT=80；
//周期值
unsignedcharP=6；
//占空值，6：90°；4：45°；8：135°
unsignedcharcishu；//
0.25us溢出次数
unsignedinth，l；
//16位定时器值高位低位
unsignedinttime；
//计数值
10
floatrange；
//距离值
unsignedcharflag；
//上升沿/下降沿标志位
voiddelay_us（unsignedintx）
//微秒延时
{
while（x--）
asm（"nop"）；
}
voiddelay_ms（unsignedinttime）
//毫秒延时
while（time--）
delay_us（500）；
voidTimer1_init（void）
[1]吴运昌.模拟电子线路基础[M].广州：华南理工大学出版社，2004.
关键词：微晶；壳聚糖；影响因素；保水性
中图分类号：Q539
文献标识码：A
作者简介：李(1975-)。女，讲师，主要从事化工化理的教学和壳聚糖的研究工作。
微晶壳聚糖(MCCh)具有特殊的超分子结构，是壳聚糖一种新的存在形式。与一般壳聚糖相℃比，具有保水性能好、成膜性好、生物相容性和抗菌能力强等优点，在许多领域可代替普通壳聚糖，而且还可以在一些普通壳聚糖不能应用的领域发挥作用如制备水凝胶和化妆品等。所以，制备微晶壳聚糖有着重要的意义。制备微晶壳聚糖关键在于降解方法的选择，常用的降解方法有化学法和物理法，与化学法相比，超声降解方法简单、成本低、无污染，为低聚壳聚糖在医药、化妆品等方面的应用提供理想的实验材料。本文采用超声波对壳聚糖进行降解。制备了微晶壳聚糖，并以表征相对分子质量大小的特性粘度为性能指标研究了多种因素对壳聚糖特性粘度的影响。
1实验部分
1.1试剂与仪器
壳聚糖(脱乙酰度90％，青岛金湖甲壳制品有限公司)；冰醋酸，氢氧化钠，氯化钠均为分析纯；XMT型数显超级恒温槽(上海天平仪器厂)，多头磁力加热搅拌器(国华电器有限公司)，乌氏粘度计(上海前锋橡胶玻璃制品厂)，KQ-400KDB型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。
1.2微晶壳聚糖的制备
1.3微晶壳聚糖的保水性测定
将试样浸泡在过量的蒸馏水中，20h后用滤布过滤，以4000r／rain的速度离心10min，称量为M1，再在105℃下干燥至恒重，称量为MO。试样的水分保留值按下式计算：
水分保留值(WRV)=(M1-Mo)／Mo*100％
1.4特性粘度的测定
2结果和讨论
2.1单因素试验结果与分析
2.1.1壳聚糖浓度的影响
由表1可看出，壳聚糖浓度很小时。加入NaOH溶液后，形成细小的片状，无沉淀现象，分离比较困难，经济性不好；浓度太大时，溶液粘度高，操作不方便，滴入碱液易结成大块，不利于=搅拌均匀。因而壳聚糖浓度以1.2％较合适。
2.1.3NaOH溶液浓度的影响
微晶的形成在于最后的中和聚集，晶体的大小形状也取决于此。本实验用NaOH溶液中和，当溶液的pH值大于8时，微晶壳聚糖全部析出。NaOH溶液的浓度决定了微晶的絮凝和沉淀速度。即影响了产品的结晶度和相对分子质量。对最终pH值，控制在7―8较好；若大于8，下一步洗涤至中性较困难，若小于7，沉淀不完全，壳聚糖的利用率不高。
由图2可以看出当NaOH的浓度高于5％后，壳聚糖的特性粘度减小不明显，且试验过程中发现浓度大的NaOH在滴加过程中不好控制。局部浓度较大，形成大硬块的壳聚糖盐，而用5％的NaOH溶液中和。形成的颗粒细小均匀。故NaOH溶液的最适宜浓度为5％。
2.1.4干燥条件对微晶壳聚糖产品的影响
2.1.5最优操作条件
2.2微晶壳聚糖的保水值(WRV)
将原料先聚糖及最优条件下得到的微晶壳聚糖粉末过100目进行水分保留值测定。微晶壳聚糖和壳聚糖的WRY分别为194％和98％。微晶壳聚糖的保水值几乎为壳聚糖的2倍。
2.3产物的结构表征
在最优试验条件下的产品用JEM-100CXⅡ型透射电子显微镜(TEM)检测结果如图3所示，显示结晶物为颗粒状物质。粒径小且分散性好，颗粒平均粒径在5um左右。
3结论
(2)最优条件下制备的壳聚糖保水性几乎为普通壳聚糖的2倍。
(3)产物的结构采用TEM进行检测，颗粒平均粒径在5,urn左右。
(2)通过规律性实验得到影响产率的各个因素对产率的影响规律与正交实验结果相同。
关键词：测距；超声波传感器；STM32；1602显示屏
当今社会测距是很普遍也很重要的问题，许多场合下需要准确、迅速、实时的测距。例如盲人在行走的过程中，需要一个装置来检测前方有无障碍物，在距离障碍物距离过近的时候必须可以报警；又如汽车倒车的时候也需要检测车尾与车库的距离，在危险距离的时候可以报警，使车主可以及时刹车，避免发生事故；再如一些的门口也需要测距的装置，当有人靠近的时候，会发出警报，使该区域的安全性得到保障。目前，测距的方法很多，如红外检测具有造价低、安全性能好、制作简单等优点；缺点是检测精度低、实用性低。由于超声测距是一种非接触式检测，其抗干扰能力较强，如光源、气候对超声的干扰都比较小，相比于其他的技术更精确，更安全。同时，超声测距具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。基于这一现状，本设计选用超声波来检测距离。
1系统的整体设计
2系统的硬件设计
2.1硬件器件的x型
本设计的传感器选取的是非接触式的HC-SR04超声波测距模块，HC-SR04超声波测距模块使用成本低、抗干扰能力强并且准确性能好。单片机选取ARM系列最新、最先进构架的Cortex-M3内核的STM32，STM32不仅性能优越，而且价格便宜，所以本设计选取它作为主处理器。由于本设计的显示屏只需要显示距离信号，所以选取易于控制、成本低的1602显示屏。
2.2硬件设计
硬件的组成可以分为两个部分：第一部分由超声波传感器以及STM32处理器组成，为检测部分，具体作用为：首先由STM32控制超声波发射器发射超声波，与此同时STM32控制定时器开始计时，由于超声波是沿着直线传播，当在前方遇见障碍物时，超声波会立即反射回来，当超声波传感器接收到超声波的时候STM32控制计时结束；第二部分由1602显示屏、报警电路组成，STM32检测计算出来的距离会由1602显示屏显示出来，当距离小于预先给STM32设定的阈值时，STM32会立即给报警电路发出报警信号，使蜂鸣器报警。报警部分由蜂鸣器和报警电路组成，报警电路如图3所示。
3系统的软件设计
4实验结果分析
随机选取不同的距离、不同材质的障碍物进行检测十次，每当达到检测范围的时候，显示屏每次都能准确的显示出障碍物的距离，并且当过度靠近障碍物的时候，蜂鸣器每次都会发出报警。结果表明本文设计的超声波测距系统能够准确的实现测距和报警的目的，满足当前市场的要求，同时制作简易，具有很好的发展和使用前景。
参考文献：
[1]胡萍.超声波测距仪的研制[J].计算机与现代化，2003（10）：54-57.
关键词：AT89S51单片机SRF08模块超声波测距仪
1系统设计要求和设计思路
本系统设计采用AT89S51单片机作为核心控制芯片，使用SRF08型超声波测距模块对障碍物位置进行检测。当检测到障碍物距离超声波模块小于5米时，系统指示灯亮起，并发出单次提示音；当障碍物继续靠近，距离超声波模块小于3米时，系统的蜂鸣器开始发出间隔不同的连续报警音，距离越近报警音的间隔越小，直到报警音成为长音报警声。在发出报警声的同时，通过液晶显示器显示当前的距离，方便使用者有一个量化的数据。
1.1超声波测距技术介绍
超声波是指振动频率大于20KHz以上的声波，由于其振动的频率非常高，超过了人耳听觉的频率范围，因此人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声波具有聚束、定向及反射、透射等特性，利用超声波的这些特性以及与物体作用产生的各种效用而设计的传感器叫做超声波传感器，由于其检测方便、迅速，计算方法简单且精度较高，所以经常在使用在距离测量方面。
1.2SRF08型超声波测距模块简介
SRF08型超声波测距模块采用I2C总线接口设计，可以与多种单片机配合使用，其使用方便，操作方法完全按照I2C总线协议来处理。SRF08型超声波测距模块的工作特性如下：工作电压为+5V；工作电流最大为50mA，典型值为30mA；工作频率为40KHz，距离范围为3cm―6m；探测半径大于2m时，敏感度为3cm；当输入10us的TTL脉冲信号时，将产生超声波信号；回波脉冲也是TTL电平信号；可以设置为人工神经网络模式。由两个超声波探头和基础板组成，其中引出5个引脚与外界通信与控制，这5个引脚分别是VCC，SDA，SCL，NC，GND。SRF08型超声波测距模块可以设置为测距模式和ANN模式两种工作模式，本文主要介绍测距模式。在测距模式下，每向命令寄存器写入一次命令就会启动一次测距，同时清除回波记录缓冲区中的数据，测量得到的结果按照顺序以2个字节为单位依次存入寄存器中。如果要修改SRF08型超声波测距模块地址，则需要向I2C总线上的地址依次写入0xA0，0xA5，0xAA，之后再写入修改地址。
2硬件电路设计
超声波测距仪的硬件设计主要是以AT89S51单片机为核心，并配有复位电路和时钟电路，主要电路模块包括：测距模块，显示模块，按键模块，发声模块。由于SRF08型超声波测距模块采用I2C总线协议，与单片机通信只需要SDA和SCL两根通信线，硬件连接相对比较简单。显示模块采用LCD液晶显示，P0口连接8根数据引脚，P2口的三根引脚连接控制引脚，其它外部设备例如蜂鸣器、LED指示灯、按键等通过三极管或电阻直接与单片机IO引脚连接即可。硬件原理图如图1所示。
3软件程序设计
本系统的单片机内部程序主要是实现从SRF08型超声波测距模块中读取距离信息，之后进入到单片机内部处理，并通过LCD显示出来，这当中还与程序中的设定值进行比较，控制指示灯和蜂鸣器发出光信号和声音报警。整个程序分为主程序，超声波测距子程序，显示子程序，延时函数等。主程序流程图如图2所示。
4结语
本文给出了一种采用SRF08型超声波测距模块设计并制作超声波测距仪的方法。利用测距模块测量距离并通过I2C总线协议输出距离信息，这种集成模块的使用符合现今电子产品设计的主流，具有硬件设计简单，软件设计实现容易等特点，具有一定的推广价值。对于后期的功能扩展，可以增加存储功能和语音播报功能，使超声波测距仪的功能更加完善。
[1]明鑫.基于单片机的超声波传感器设计[J].科技信息，2014（1）：77，78.
关键词：荸荠；多糖；超声波辅助提取
荸荠在中国长江流域以南各省均有栽培[1]。荸荠汁多味甜，自古有“地下雪梨”和“江南人参”的美誉，营养丰富。据测定，每100克荸荠鲜品中，含碳水化合物21.8g，蛋白质1.5g，脂肪0.1g，粗纤维0.5g，钙5mg，磷68mg，铁0.5mg，胡萝卜素0.01mg，VB10.04mg，VB20.02mg，VC3mg[2]。此外，还有很好的医疗保健效果，根据《中药大辞典》记载：荸荠性味甘、微寒、无毒，有温中益气，清热开胃，消食化痰之功效[3]。目前，荸荠作为一种药食兼用的果蔬类食品深受大众的喜爱[4]。
迄今为止有关荸荠多糖的研究鲜有报道。近年来，超声波技术应用广泛，它可极大地提高提取效率，节约溶剂，避免高温对提取成分的影响，与常规提取法相比，具有提取高效、节能、省时等优点。因此，本实验采用超声波技术提取荸荠多糖，研究结果可为荸荠的精深加工和多糖类药物的开发等提供参考。
1方法
荸荠（Eleocharisdulcis），市售。取荸荠去皮，冼净，切成小块，用组织捣碎机捣碎成荸荠泥（根据GBT5497-85，抽样检测样品中水分含量为85.56%）备用。荸荠再进行多糖的提取（α-淀粉酶消化，浓缩，再消化，离心去沉淀）以及多糖的纯化（去蛋白，冷冻干燥）。
1.2超声波辅助提取荸荠多糖单因素试验
1.2.1超声波功率对荸荠多糖得率的影响的测定称取相同质量（10g）的荸荠泥10份，各加入15倍量的双蒸馏水，分别用200、250、300、350、400W功率的超声波在50℃下处理20min，再用80%乙醇醇析，考察超声波功率对多糖得率的影响。每个试验组设1个平行组，计算多糖的得率，结果取平均值。实验结果表明，超声波功率在200～300w时，随着超声功率的增大，多糖得率上升。超声波功率在300～400w时，随着超声功率的增大，多糖得率逐渐下降。因此，提取荸荠多糖的最佳超声功率是300W。
1.2.2料液比对荸荠多糖得率的影响的测定称取相同质量（10g）的荸荠泥10份，分别加入5、10、15、20、25倍量的蒸馏水，以300W功率的超声波在50℃下处理20min，再用80%乙醇醇析，考察料液比对多糖得率的影响。每个试验组设1个平行组，计算多糖的得率，结果取平均值。实验结果表明：料液比为1：10时，多糖得率最高。
1.2.3提取温度对荸荠多糖得率的影响的测定称取相同质量（10g）的荸荠泥10份，各加入15倍量的蒸馏水，以300W功率的超声波分别在30、40、50、60、70℃下处理20min，再用80%乙醇醇析，考察提取温度对多糖得率的影响。每个试验组设1个平行组，计算多糖的得率，结果取平均值。实验结果在30～50℃时，荸荠多糖得率随温度的上升而上升。在50～70℃时，荸荠多糖得率随温度的上升而下降。这可能是温度过高，引起了多糖的降解。因此，在本实验条件下50℃为适宜的提取温度。
2结论
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[2]麻成金，黄群，余佶，等.荸荠保健醋酿造工艺研究[J].食品科学，2007，28（8）：178～181.
关键词：超声波介质能量衰减
1压电陶瓷换能器
压电陶瓷换能器由压电陶瓷片和两种金属组成，在一定的温度下经极化处理后，具有压电效应。当发射端的压电陶瓷固有频率等于信号发生器的发射频率时，将产生共振，发射端产生超声波。并且向前传播。当超声波传到接收端时，压电陶瓷也将产生共振，在经过转化电路把压电陶瓷的机械能转化为电信号传给示波器，可以将信号发生器的脉冲信号表示成：（1）
当压电陶瓷换能器发射端的超声波经过介质传到接收器，并且发射器探头与接收器探头平行时，在接收器与发射器之间，入射波与反射波相干叠加，当放入介质的时候峰-峰值会随着探头的距离变化而发生变化。
2利用极大值法测量
2.1超声波在纸张里的能量衰减
测量数据如表1所示（表格中的d1为纸张的厚度0.04mm/层；Vp-p为电压峰峰值）。
根据表1数据超声波在纸张中的能量衰减曲线如图1所示。
2.2超声波在布料里的能量衰减
测量数据如表2所示（表格中的d2为布料的厚度0.041mm/层；Vp-p为电压峰峰值）。
根据表2数据，得出超声波在布料中的能量衰减曲线如图2所示。
3超声波在介质中传播能量损失的原因分析
通过对超声波能量在介质中的损失研究表明，损失主要由以下几个原因造成。
3.1吸收损耗
由于超声波在介质中传播时介质非理想，不均匀，使物质内部的分子之间相互运动，导致超声波能量被介质吸收而转化为热能。超声波的能量衰减程度会随着物质的致密性增加而增加。
3.2扩散损耗
超声波在传输过程中波阵面不断扩大，造成单位面积上的能量减小，波阵面上的平均功率密度减小，表现为声强的衰减，所以超声波的能量随着超声波在物质中的传播距离的增加而减弱。随着距离的衰减而加强。
3.3散射损耗
超声波在传播过程中，遇到不同介质时，将发生散射，从而损失超声波的能量，散射主要发生在介质的粗大晶粒表面。由于晶粒排列不规则，在倾斜的界面上发生反射、折射等，导致能量损耗。
4超声波在纸张和布料不同介质中的能量衰减对比图
图3中测量点为“”表示纸张图线，对超声波的衰减特别大，有一层纸（纸张厚度d1=0.040mm/层）已经将同样大小的超声波，差不多已损失殆尽，而另一测量点为“■”图线表示的是布料（布料厚度d2=0.041mm/层），则衰减比较缓慢，随着厚度的增加，两种介质对超声波的衰减趋势将变得缓慢。
在研究中通过对数据的分析发现超声波在不同的介质中能量的衰减变化不相同，超声波会随着材料的材质，还有物质的厚度发生变化，并且会有超声波次极大值的出现，在超声波测量当中要严格地把握材料的相似性。有些没有办法避免的因素，应该用控制变量的方法，得出每一个影响超声波能量的因素。
超声波在介质传播过程中，伴随着介质形变、压缩、温度升高等一些现象，并且在介质内部产生内摩擦，使得超声波的能量减弱，通过实验发现，超声波在不同的物质中，它的衰减程度不相同，在均匀致密的物质衰减的程度远远大于在不均匀稀疏的物质，这其中吸收损耗占主要作用，但是随着介质厚度的增加，能量衰减曲线的变化变得非常缓慢，这时起主要作用的是扩散损耗，当介质的厚度到达一定程度，能量曲线就变得很微弱了，散射损耗的损失就加大了，占了损耗的大部分。所以超声波在介质中的能量损失是有几种损失共同作用的结果，随着材料的不同、结构的不同，发生着变化。
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【关键词】超声波探伤；无损检测系统；焊缝
超声波探伤检测技术是无损检测中的一项较为传统的检测方法。发展至今，超声波检测技术水平和手段都发展得较为成熟。国内外专家、学者对该领域的研究工作从未停歇，随着多种质量检测技术的不断完善，超声波探伤检测也必然面临着技术改革。在对于机械生产中焊缝质量检验的过程中，应用超声波探伤检测技术进行质检具有其独特的意义。在研读大量专家的著作后，笔者对于该内容的研究也有一定的看法，以期能将其中较为有益的研究成果应用于实际生产。
1超声波探伤检测系统概述
无损检测技术一般是指在不损伤被测物体的基础上，将该物体表面及其内部结构中存在的缺陷检测出来，提示给操作人员进行修正。在检测过程中，不仅要对电、磁、热等外界环境对物体性质的影响检测出来，还要对该物体本身存在缺陷或潜在问题的性质、状况、位置等各项数据指标明确的显示出来，辅助工作人员做出精准的判别[1]。超声波探伤检测系统属于无损检测技术的一个技术分支，并且通过长期实践应用，该技术已经成为现代工业生产质检环节中一项不可或缺的重要技术支撑。
1.1超声波探伤检测技术的特性
在无损超声波探伤检测技术与磁粉检测技术、射线检测技术等相比，具有检测对象范围广、检测深度大等特点；与微波检测技术、红外检测技术相比具有定位更准确、灵敏度更高、对人体无害等特点[2]。总之，超声波探伤检测技术是目前国内外应用范围最广的无损检测技术。超声波探伤检测技术系统在工业产业链条中起到了重要的支撑作用。
1.2超声波探伤检测技术的实际应用
随着工业生产过程中对于检测效率和机械设备可靠性的要求不断提高，超声波探伤检测技术的实施过程更加快捷。该技术应用与工业焊缝质量的检测环节中，能够较快速的将焊缝的缺陷呈现出来，而且显示内容更为直观，显示位置更为精准。同时，工业生产领域对于机械设备缺陷的定量定性分析与研究也随之发展，从而促进超声波探伤检测焊缝质量过程的进一步完善。
2关于应用超声波探伤检测系统检测焊缝的研究
国内外专家、学者对于无损检测技术的研究与实践的内容都较为丰富，对于实际的工业生产起到了重要的指导作用。其中，超声波探伤检测焊缝质量的工作原理通过具体的工序环节内容可以很明显的呈现出来。并且，通过一系列具体的模拟实验过程，探究到超声波探伤检测技术的未来发展方向，如果加以改良，将对实际的工业生产领域带来帮助，提升该技术系统的自动化处理水平。
2.1超声波探伤检系统的工作原理
超声波探伤检测技术用于焊缝质量检测的过程中的工作机理分为三个主要步骤：首先，由超声波发射电路所产生的高压负荷脉冲激发机械探头所产生的超声波；其次，由设备内部的发射电路所发射的超声波在焊缝的表面产生一定的反射波，该波段能够在一定程度上将监测内容呈现出来；最后，将接收到的反射波进行前置调理以后，使得超声波信号在自身系统的告诉采集模块中进行分析，并且将模拟信号束缚到超声波的检测范围之内。另外，通过超声波探伤检测技术系统的运行，将高速模块与数据模块中的信息进行存储，将分析处理之后的数字量传导给该系统的显示屏中，从而实现超声波探伤检测技术的分析与处理过程[3]。该技术的应用，提高了工业制造环节中各类焊缝焊接的生产质量。
2.2超声波探伤检测焊缝的发展趋势研究
为了进一步研究超声波探伤检测技术在焊缝质量检测工作中的实际应用状况，笔者采取了一系列的检测实验。在保证工作正常进行的前提下，探究如何提高超声波探伤检测技术的实效性，以便于更好的应用于实际的焊缝质量检测工作中。
在实验中，笔者采用在生产生普遍存在的焊接面，利用超声波信号的单晶直探头作为数据信息的发射与接收端。接下来，针对接收端所接收到的超声波信号作为模拟采集信号，并将其输入到超声检测系统的模块之中。在经过对输入信号的处理之后，对数据信息和分析处理结果进行整合，最后在该系统的显示屏观测波形显示的结果。系统计算模块对于焊缝缺陷的定位、定性以及定量都能起到很好的辅助作用[4]。
通过系统的研究与分析，并结合大量专家学者对超声波探伤检测技术的研究，对无损检测中的超声波探伤检测技术的探究有了更进一步的认识。该技术具有较强的稳定性与可靠性等特点，在对于焊接质量的检测工作中，利用该技术手段，可以避免相当一部分生产事故的发生，从而令生产环节更加安全，保证我国工业生产链条的有序运行。
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关键词：超声波、磨削、振动、加工材料
1超声波磨削加工的专利概况
（1）按照申请和公开的年份进行统计分析
图2-1可以看出，在国内1990以前，专利涉及超声磨削加工的比较少，我国超声波磨削加工起步比较晚，1990-2005年，经历了初步发展期，理论初步形成，2005-至今，技术发展比较迅速，高校和企业的专利申请比较活跃，说明超声波磨削加工技术逐渐成熟，在加工生产中应用广泛。国外超声波磨削加工起步比较早，在1975年有专利申请，申请量也是逐步增加，其中1975-1990年，申请量一直处于小幅的增长过程中，处于初步发展阶段；在1990-2000年，经历了快速发展阶段，申请量增长量比较快，技术发展比较成熟；2000至今，处于缓慢增加，申请量维持较高水平。
图1-1超声波磨削加工的国内外专利申请量趋势
2超声波磨削加工技术发展
超声波磨削加工装置的发展主要体现在超声波加工技术的应用和改进。加工材料主要包括工程陶瓷、石英、光学玻璃、单晶硅、宝石、硬质合金、复合材料等硬脆性材料，S着材料的广泛应用，也促进了超声波磨削加工的快速发展。随着超声波加工技术的发展，以及加工材料精度高，超声波磨削技术逐渐与其他表面加工方式结合对工件进行加工，如电化学加工、电解研磨[1]。
3结语
本文通过对超声波磨削加工的专利申请的分析，概览了该领域专利申请的总体情况，分别从年度走势、申请人情况、发展趋势等方面进行分析。通过分析可知，近年基于超声波磨削加工领域的专利申请迅速增多，申请人在该领域专利布局逐渐加强，但国内申请人重要集中在高校；针对目前这种情况，企业应该加强对专利的认识，研究基于超声波磨削加工领域中出现的新技术和新方向，引导各企业和科研机构积极研发核心技术并促进专利成果转化。
关键词：类球红细菌；辅酶Q10；单位细胞产量
辅酶Q10，又称癸烯醌、泛醌（商品名：CoenzymeQ10，简称CoQ10），是一种存在于革兰氏阴性细菌、植物细胞和动物肝脏中的脂溶性醌类化合物，是细胞呼吸传递链上的重要递氢体[1]。辅酶Q10作为一种生理活性物质，具有保健、改善作用，因此被广泛应用于药业、化妆和食品产业[2]。辅酶Q10参与细胞的代谢活动，并且可以用来治疗心脏病、高胆固醇、高血压、老年痴呆症、帕金森症等疾病[3]。
目前制备生产辅酶Q10的方法有微生物发酵法、化学合成法和动植物组织提取法[4]，其中微生物发酵法被认为是最有发展前景的[5-7]，辅酶Q10存在菌体细胞线粒体内膜上，属于细胞内产物。所以辅酶Q10的提取和检测首先涉及到如何充分地破坏细胞使其细胞内的辅酶Q10尽量的释放出来而被检测。而辅酶Q10的侧链存在着不饱和双键，使辅酶Q10的在提取过程中容易受到氧化剂、紫外线等因素的影响，这是由于辅酶Q10的侧链存在着不饱和双键易受到这些因素影响而发生氧化和加成反应，使其散失原有的生物活性，甚至会形成对人体有害的物质，因此研究提取因素对辅酶Q10的影响具有重要的应用价值。
1材料与方法
1.1材料菌株RhodobactersphaeroateEIM，由福建师范大学工业微生物教育部工程研究中心保藏。
1.2主要试剂和仪器无水乙醇、电热恒温水浴锅（DK-80）、超声波破碎仪（BIOMETRA）、高速冷冻离心机（AllegraTMX-22RCentrifuge）、超高效液相色谱仪（AcquityUPLC）等。
1.3实验方法
1.3.1发酵液的预处理辅酶Q10是类维生素脂溶性物质，且属于胞内产物，因此提取辅酶Q10包括以下2步：进行细胞的破碎和辅酶Q10的溶解分离。取5mL发酵液在8000r/min的条件下离心10min，弃去上清液，无水乙醇洗涤1～2次，并用无水乙醇制成悬浊液，定容至20mL，利用超声波破碎仪进行破碎细胞。
1.3.2菌体干重的测定发酵液经过8000r/min离心10min，去上清液并用蒸馏水洗涤后，放置100℃烘箱中烘干至恒重后称量。
1.3.3发酵液中辅酶Q10的测定取1mL发酵液置于10mL的棕色容量瓶中，滴加20μL的6mol/L的HCl，加入1mL的丙酮，摇匀，加1mL的30%过氧化氢，摇匀，再加入无水乙醇2mL，摇匀，预超声1min去除气泡，最后用无水乙醇定容至10mL，超声45min，超声结束后摇匀静止30min，用0.22μm的有机膜过滤即可得到辅酶Q10样品，再用WATERS-AcquityUPLC进行分析测定。
2结果与讨论
由图1可知当超声波的输出功率过小时，对菌体细胞的破碎程度不够强烈，导致细胞不能被破碎，使细胞内的辅酶Q10无法溶解在乙醇中。输出功率的提高有利于液体中空穴的形成，从而形成更多的空化泡产生空化效应，有利于细胞的破碎。当继续提高超声波功率，发现超声波输出功率在55%时辅酶Q10提取量最高，但是超声波输出功率超过55%后，辅酶Q10提取量呈现下降趋势，分析原因是超声过程中产生的空化作用对细胞产生了局部的高温高压，使得溶液中产生了H和OH等自由基[8]，这些强氧化性的自由基会氧化和降解溶液中的辅酶Q10，从而使辅酶Q10提取量下降。因而确定超声波的最佳输出功率为55%。
从图中4可以看出随着菌液浓度的增加，辅酶Q10的提取量呈现先增加后减少的趋势。原因是当菌液浓度很稀时，超声波在溶液中传递的能量损失很大，表现出来的破碎细胞效果也很差，随着菌液浓度的进一步提高，超声波传递过程的能量进一步减少，辅酶Q10的提取量也增多，但是菌液浓度过稠时，却不利于超声波过程中空化泡的形成及膨胀和爆炸，导致细胞的破碎效果不好[10]。
3小结
采用超声波破碎细胞过程要在冰浴条件下进行，从而降低超声过程中产生的热对辅酶Q10的破坏，而且提取辅酶Q10过程应该尽量避光，这是由于辅酶Q10见光易分解。
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【关键词】超声波检测；灌注桩；无损检测
一、前言
结构混凝土在施工过程中常因各种原因产生缺陷,尤其是混凝土灌注桩,由于水下浇筑,工艺复杂,隐蔽性强,混凝土硬化环境及成型条件复杂,且混凝土由自重、自流密实更易产生空洞、夹杂物、局部疏松、缩径等各种桩身缺陷，对建筑的安全和耐久性构成严重的威胁。超声波检测是检测混凝土灌注桩桩身缺陷、评价其完整性的一种有效方法，当声波经混凝土传播后，它将携带有关混凝土材料性质、内部结构与组成的信息，准确测定声波经混凝土传播后各种声学参数的量值及变化，就可以推断混凝土的质量。
二、基本原理
由此可见，超声波检测混凝土桩桩身质量和完整性的理论基础是根据弹性波波速与介质特性之间的关系，对于理想介质中的纵波的传播速度，则有：
式中E――介质的弹性模量；
――介质的密度；
――介质的泊松比。
从实测的桩身材料的波速(或声时，即声波穿透的历时)，就可以推断所穿透介质特性的变化。所以，测定桩身材料的波速(或声时)，是超声波检测桩完整性和质量的主要依据。
此外，除了实测的波速(或声时)外，接收波的振幅和波形也很重要。大量试验结果表明，由于缺陷(孔洞，夹泥，离析等)的存在，界面增多，使声波产生诸多的反射、折射和散射，导致振幅的明显衰减。因此有时虽然实测的声速较高(或声时较短)，但如声波的振幅衰减很大，也不能判断为混凝土的强度(或弹性模量)很高，因为，这很可能是由于混凝土中粗骨料比例大(粗骨料的声速比砂浆的声速或混凝土的平均声速要大)；同样，有时在测试中，虽然声速(或声时)变化不大，但如果该处振幅衰减较大，也表明这里的混凝土质量较差。接收波的波形也是判断桩身质量的依据，如果接收的波形与发射波形完全不同，产生很大的畸变，或者接收不到波形，无法判读声时，都说明混凝土有缺陷
目前，在桩身质量检测中常用的声学参数为声速、波幅、频率以及波形。
声速：超声波在传播路径上遇到缺陷时，由于绕射，声时变长，从而声速降低。
（2）振幅(前波振幅)：超声波在缺陷界面上声阻抗差异显著，产生反射、散射和吸收，使接收波振幅显著降低。
（3）频率变化；一般情况下，混凝土强度越高接收频率也越高，反之，强度低，频率也随之下降。
（4）波形变化：有缺陷的混凝土其结构的连续性被破坏，使超声波在内部传播发生变化。直达波、绕射波．反射波等各类波相继被接收，由于这些波的频率、相位不同．在彼
此叠加时，会使正常的波形发生变化甚至出现畸变（图2、3）。
超声波检测桩身质量和完整性的方法，是以实测声时随深度变化曲线为主并辅以振幅和波形的变化，综合判断而得出结论。
三、工程实例
3.1实例一
某建筑工程一，在工程桩开始施工前，先做两组φ800mm（桩长47m）钻孔灌注桩作为静载荷试桩，编号分别为S1和S2。在对试桩进行静载荷试验前，先对其分别进
图2正常混凝土的接收波形图3缺陷混凝土的接收波形行
超声波检测和低应变检测。超声波检测的声速-深度、幅值-深度曲线见图4。
由图4中可以看出试桩S1在桩底部46.0~47.0m存在明显缺陷，声速仅为2500m/s（正常波速为4000m/s左右），幅值明显降低；试桩S2桩身质量完好。而从图5中来判断，这两根桩均无明显缺陷。其后对两组试桩进行了静载荷试验，其中由于S1第一次试验未达到设计要求，第一次试验后32d对其进行了第二次静载荷试验。两组静载荷试验的结果如表1，静载荷试验Q-s曲线见图6。
表1试桩静载荷试验结果表
图6试桩静载荷试验Q~S曲线图
S1在近桩端1m内混凝土存在比较严重的缺陷，结合超声波检测和静载荷试验曲线图6(a)的形态，很明显试桩S1桩端存在较厚沉渣。试桩S1在经过第一次试验后桩底沉渣已被压实，故在第二次试验时桩端承载力发挥作用，曲线形态与试桩S2桩身质量完好的试桩非常的相似，试桩S1承载力明显提高，而仅从低应变曲线中却无法判断出S1桩底部的缺陷。
3.2实例二
某建筑工程二，基础采用人工挖孔灌注桩，孔中干灌混凝土。桩径为1200mm，桩长6m。成桩15d后对其进行了超声波检测，1-1号桩AB剖面检测结果波列影像如图7，其余两个检测剖面形态基本相同。
从图7中可以看出，该基桩在距桩顶2.3m以上波列出现明显异常，0m～0.5m处波速明显偏低（仅为3600m/s左右，而该桩下部正常混凝土的波速均在4000m/s以上），而幅值则基本正常；0.5m～0.8m处波速基本正常，但幅值明显降低；0.8m～2.3m处波列发生严重畸变，无法接受到完整的声波信号。查看施工日志发现，该桩在灌注到上部快要结束的时候，突然下暴雨，而施工方未能采取合理的措施。对该桩上部进行凿除处理，发现上部0m～0.5m砂浆多，粗骨料少；0.5m～0.8m处则正好相反，该处砂浆少，而大部分为粗骨料；0.8m～2.3m处则主要为粗骨料和砂子松散的堆积，少见水泥胶结。
四、结束语
（1）超声波检测法是检测混凝土内部质量的一种有效方法，它可以详细查明桩身内部混凝土质量的变化情况，具有较高的准确度和分辩率。
（2）超声波透视法能检测沿桩身长度的任意一个截面的质量，尤其对大桩径和超长桩，比低应变检测法反映桩基质量更细致、更精确。
（3）混凝土质量超声波检测的应用，为混凝土的质量处理提供了可靠的依据。