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超聲波作用于物體后,能使物體產(chǎn)生振動(dòng),振動(dòng)幅度及強(qiáng)度取決于超聲波的頻率、發(fā)聲源的功率,這兩項(xiàng)指標(biāo)在現(xiàn)代電聲學(xué)方面均能控制。故超聲波在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。尤其在超聲波清洗方面,應(yīng)用更加廣泛。
在超聲波清洗中,超聲頻率及強(qiáng)度的變化決定了對(duì)被清洗物體基體的沖擊強(qiáng)度。頻率越高,對(duì)基體的表面清洗強(qiáng)度越高。頻率越低,對(duì)基體的深度沖擊越大。
超聲波采油技術(shù)是利用大功率發(fā)射型超聲波換能器發(fā)出的超聲波使地層介質(zhì)作激烈機(jī)械振動(dòng),在地層中超聲波傳播時(shí)作用距離相對(duì)較遠(yuǎn),它可以破壞堵塞顆粒與儲(chǔ)層巖石之間的凝聚力,從而使傳播時(shí)作用距離相對(duì)較遠(yuǎn),近井地帶孔隙或孔隙喉道內(nèi)附著的堵塞物疏松、脫落,并隨其后的排液排出地層,起到疏通泄油通道,提高產(chǎn)量的作用。壓電陶瓷是電子陶瓷的一類,給它施加一定的力使其產(chǎn)生形變,就會(huì)在陶瓷表面產(chǎn)生電荷。 以前的超聲波采油換能器只有大功率而耐高溫性能比較差,在100攝氏度的油井中因自身的能量消耗溫度會(huì)很高,使換能器漏電流很大,致使超聲波采油效率很低。原因是壓電陶瓷材料性能的電導(dǎo)率高所造成的。近保定市宏聲聲學(xué)器材廠技術(shù)人員研制出了新型壓電陶瓷材料,該材料保留了壓電陶瓷大功率的特征,同時(shí)具有高壓電常數(shù),高機(jī)電轉(zhuǎn)換效率,極低的電導(dǎo)率,用該壓電陶瓷制作的超聲波采油換能器可在150攝氏度深井中超聲驅(qū)油,解決了深井難以超聲波采油的難題。目前用該壓電陶瓷制作的超聲波采油換能器已在勝利油田采油廠采油多井次,用戶反應(yīng)良好。其中可能會(huì)出現(xiàn)幾種誤差:
當(dāng)被測(cè)物體與傳感器成一定角度的時(shí)候,所探測(cè)的距離和實(shí)際距離有個(gè)三角誤差。
這個(gè)問題和高中物理中所學(xué)的光的反射是一樣的。在特定的角度下,發(fā)出的聲波被光滑的物體鏡面反射出去,因此無法產(chǎn)生回波,也就無法產(chǎn)生距離讀數(shù)。這時(shí)超聲波傳感器會(huì)忽視這個(gè)物體的存在。
這種現(xiàn)象在探測(cè)墻角或者類似結(jié)構(gòu)的物體時(shí)比較常見。聲波經(jīng)過多次反彈才被傳感器接收到,因此實(shí)際的探測(cè)值并不是真實(shí)的距離值。
這些問題可以通過使用多個(gè)按照一定角度排列的超聲波圈來解決。通過探測(cè)多個(gè)超聲波的返回值,用來篩選出正確的讀數(shù)。