超聲波是一種頻率大于20000Hz的機(jī)械波，因?yàn)槠漕l率大于人類耳朵所能聽到的上限頻率而得名。超聲波技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，給人們帶來了很多便利。而超聲波廣播則是其在公共廣播行業(yè)非常實(shí)用和典型的應(yīng)用。
認(rèn)識(shí)波、聲波與超聲波
波是現(xiàn)實(shí)世界中十分常見的物理現(xiàn)象，波動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的重要形式，廣泛存在于自然界。按性質(zhì)來分，波主要有四種─機(jī)械波、電磁波、引力波、物質(zhì)波。其中，機(jī)械波由物體的振動(dòng)而產(chǎn)生，機(jī)械波的傳輸需要介質(zhì)的參與；電磁波，又稱電磁輻射，是由同相且互相垂直的電場(chǎng)與磁場(chǎng)在空間中衍生發(fā)射的震蕩粒子波，是以波動(dòng)的形式傳播的電磁場(chǎng)，電磁波的傳輸不需要介質(zhì)的參與，可以在真空中進(jìn)行；引力波是指時(shí)空彎曲中的漣漪，通過波的形式從輻射源向外傳播，這種波以引力輻射的形式傳輸能量。在1916年，愛因斯坦基于廣義相對(duì)論預(yù)言了引力波的存在；物質(zhì)波屬于量子力學(xué)的范疇，任何物質(zhì)既有粒子性又有波動(dòng)性（波粒二象性），因此就有物質(zhì)波，也稱為德布羅意波，如電子波、中子波等。所有波都頻率、波長(zhǎng)、相位三要素。
聲波是一種常見的機(jī)械波，成年人的耳朵所能聽到的聲波范圍為16Hz-20000Hz，為了便于記憶，一般記為20Hz-20000Hz。其實(shí)，人耳朵所能聽到聲波的頻率是與年齡相關(guān)的，隨著年齡的增長(zhǎng)，人耳所能聽到聲波頻率范圍會(huì)變小，小孩子能聽到30000Hz～40000Hz的聲波，聽覺好的成年人能聽到的聲波頻率常在30Hz~16000Hz之間，50歲以上的人只能聽到13000Hz的聲波，老年人則常在50Hz~10000Hz之間，而且老年人會(huì)先喪失對(duì)高頻信號(hào)的聽覺，并會(huì)逐漸向中頻和低頻發(fā)展，發(fā)展到中頻是就會(huì)影響語言交際。
低于20Hz的聲波稱為次聲波，而高于20000Hz的聲波則稱為超聲波。超聲波的特點(diǎn)是，方向性好（與功率和頻率呈正相關(guān)關(guān)系），穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能。
超聲波揚(yáng)聲器的優(yōu)勢(shì)
聲波是一種球面波，在傳輸?shù)倪^程中極易產(chǎn)生衰減，當(dāng)超過一定距離后就聽不到或聽不清，影響語音清晰度。同時(shí)，在傳統(tǒng)的室內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng)中，由于麥克風(fēng)、功放和揚(yáng)聲器“同處一室”，麥克風(fēng)采集的聲音被功放放大后，往往會(huì)回到麥克風(fēng)中，形成聲反饋，產(chǎn)生自激和嘯叫，也正是因?yàn)檫@樣，麥克風(fēng)的敏感度不能太高，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離拾音。
超聲波揚(yáng)聲器可以很好地解決上面的問題，首先，聲波被調(diào)制成超聲波定向傳播，指向性好，而且在傳輸過程中幾乎不產(chǎn)生衰減，到達(dá)受眾后產(chǎn)生自解調(diào)，聲壓和聲強(qiáng)不會(huì)發(fā)生減少，從而保證“聽得見，聽得清”；同時(shí)，由于超聲波是定向傳播的，因此不會(huì)向四面八方傳輸，也就不會(huì)回到麥克風(fēng)中，不會(huì)產(chǎn)生聲反饋、自激和嘯叫現(xiàn)象，整個(gè)擴(kuò)聲系統(tǒng)中無需反饋抑制器；同時(shí)，因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生聲反饋現(xiàn)象，系統(tǒng)中的麥克風(fēng)的敏感度可以做得較高，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的拾音，讓演講者的活動(dòng)范圍更大。
在實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用中，由于受眾較多，超聲波揚(yáng)聲器的指向性較強(qiáng)，角度較小，要保證所有受眾都能夠接受到聲波，可以采用超聲波揚(yáng)聲器陣列，效果更好。
超聲波的安全性
超聲波是機(jī)械波，它不是電磁波，沒有電磁輻射的問題（電磁輻射容易產(chǎn)生白血病，尤其兒童更容易得�。Ｍ瑫r(shí)，超聲波的生物效應(yīng)決定于超聲劑量，在一定的劑量下它不會(huì)產(chǎn)生有害的作用，包括對(duì)于胚胎和早孕胎兒，只要低于100毫瓦每平方厘米（換算后得到1000瓦每平方米），是沒有危險(xiǎn)的。
事實(shí)證明，超聲波在國(guó)際規(guī)定的安全閥值條件下是絕對(duì)安全的，因?yàn)樗呀?jīng)被廣泛應(yīng)用：超聲碎石、超聲消融腫瘤、B超成像、超聲波刷牙、超聲波美容（去眼袋）、超聲波清洗（龍蝦、茶垢、去污等，尤其是一些表面不能或不方便物理觸碰的物體）、超聲波加濕器、超聲波驅(qū)鼠器、超聲波焊接（包括塑料焊接和金屬焊接）、超聲波測(cè)距、超聲波測(cè)速、超聲波指紋識(shí)別（小米5s、樂視Max2）、超聲波探傷、超聲波雷達(dá)、超聲波殺菌消毒（水果罐頭、牛奶、果汁、醬油、飲用水及酒類）等。
而且，人體組織對(duì)超聲波能量有比較大的吸收本領(lǐng)，當(dāng)超聲波在人體組織中傳播過程中，其能量不斷地被組織吸收而變成熱量，其結(jié)果是組織的自己身體的溫度升高。超聲波溫?zé)嵝?yīng)可增加血液循環(huán)，加速代謝，改善局部組織營(yíng)養(yǎng)，增強(qiáng)酶活力。一般情況下，超聲波的熱作用以骨和結(jié)締組織為顯著，脂肪與血液為最少。
超聲波在生活中與我們息息相關(guān)，超聲波技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，其應(yīng)用也不斷地的發(fā)展之中，相信將來會(huì)有更多的超聲波技術(shù)服務(wù)于人類。
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