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    超聲波技術(shù)在醫療和工業(yè)中的應用廣泛，但無(wú)法穿透金屬與骨骼。近日，美國研究人員用超材料設計了一種獨特的結構可抵消這類(lèi)材料的聲學(xué)特征。該技術(shù)實(shí)現產(chǎn)業(yè)化后，將對醫療領(lǐng)域及工業(yè)無(wú)損檢測領(lǐng)域產(chǎn)生不小影響。  

    超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。因此，超聲波技術(shù)在醫學(xué)、軍事、工業(yè)或是農業(yè)上都有廣泛的應用。

    當前的超聲波應用主要有三種：超聲檢驗即超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術(shù)；超聲處理即超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌等；基礎研究即對固體中特超聲的產(chǎn)生、檢測和傳播規律的研究等。

    其中，超聲成像的工作原理是通過(guò)發(fā)射高頻聲波并獲取其反射進(jìn)行成像，當聲波遇到物體后就會(huì )發(fā)生反彈，繼而回到超聲設備中被轉換成圖像。在應用過(guò)程中，人們發(fā)現有一些材料，如骨頭和金屬等物質(zhì)，具有能夠阻斷或者歪曲超聲波的物理特性。

    為了破解這一技術(shù)難題，北卡羅萊納州立大學(xué)的科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究，用超材料設計了一種獨特的結構來(lái)抵消這類(lèi)材料的聲學(xué)特征。這種超材料結構采用了一系列的膜和小管結構。研究人員使用計算模擬實(shí)驗技術(shù)對該技術(shù)的原型進(jìn)行了測試。在模擬中，當未采用這種技術(shù)時(shí)，超聲波的能量只有28%能穿透骨骼；而隨著(zhù)超材料結構的介入，穿透骨骼的超聲波能量最終達到了88%。

    據該技術(shù)的研究者之一，北卡羅萊納州立大學(xué)機械和航天工程學(xué)助理教授京云說(shuō)，這種技術(shù)能夠讓超聲波診斷的應用范圍更為廣泛，如監測大腦中的血液流量，或在顱骨外用超聲波燒死腦腫瘤，在過(guò)去這是非常困難的，因為顱骨會(huì )扭曲超聲的聲場(chǎng)。此外，該技術(shù)還可在工業(yè)中獲得應用，例如，通過(guò)這種技術(shù)可以用超聲波檢測出那些此前極其難以察覺(jué)的、位于飛機機翼表層金屬下的裂縫。

    超聲波檢測也叫超聲檢測、超聲波探傷，是五種常規無(wú)損檢測方法的一種。在我國，現有的超聲波無(wú)損檢測設備制造行業(yè)基本采取研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售于一體的經(jīng)營(yíng)模式，各個(gè)經(jīng)營(yíng)環(huán)節相互促進(jìn)。無(wú)損檢測專(zhuān)用設備行業(yè)的主要經(jīng)營(yíng)模式為：方法應用研究-儀器設備研發(fā)-標準建立-應用推廣。

    目前，大部分的無(wú)損檢測行業(yè)公司都通過(guò)生產(chǎn)或外購上游零部件產(chǎn)品，獨立制造便攜式超聲波探傷儀并銷(xiāo)售；多通道自動(dòng)化檢測設備則按照客戶(hù)要求設計方案、生產(chǎn)，并完成銷(xiāo)售。