Ultrasəs və onun tətbiqi mövzusunda təqdimat. Ultrasəs, onun xüsusiyyətləri və tətbiqi. Doppler cihazları

Ultrasəs…………………………………………………………….4

Ultrasəs elastik dalğalar kimi…………………………………..4

Ultrasəsin spesifik xüsusiyyətləri……………………………..5

Ultrasəsin mənbələri və qəbulediciləri…………………………………..7

Mexanik emitentlər…………………………………………7

Elektroakustik çeviricilər…………………………….9

Ultrasəs qəbulediciləri…………………………………………..11

Ultrasəs müayinəsinin istifadəsi…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………11

Ultrasonik təmizləmə……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………11

Çox sərt və kövrəklərin emal edilməsi

materiallar…………………………………………………………13

Ultrasonik qaynaq………………………………………………….14

Ultrasonik lehimləmə və qalaylama…………………………………14

İstehsal proseslərinin sürətləndirilməsi……………………………15

Ultrasəs qüsurlarının aşkarlanması………………………..…………15

Radioelektronikada ultrasəs………………………………………17

Tibbdə ultrasəs………………………………………………..18

Ədəbiyyat…………………………………………………………………….19

icra.

İyirmi birinci əsr atomun, kosmosun fəth edilməsi, radioelektronika və ultrasəs əsridir. Ultrasəs elmi nisbətən gəncdir. Ultrasəsin tədqiqinə dair ilk laboratoriya işi 19-cu əsrin sonlarında böyük rus fiziki P. N. Lebedev tərəfindən aparıldı və sonra bir çox görkəmli elm adamları ultrasəslə məşğul oldular.

Ultrasəs orta hissəciklərin dalğa kimi salınan hərəkətidir. Ultrasəs səs diapazonunun səsləri ilə müqayisədə bəzi xüsusiyyətlərə malikdir. Ultrasəs diapazonunda istiqamətli radiasiya əldə etmək nisbətən asandır; o, diqqəti cəmləməyə yaxşı kömək edir, bunun nəticəsində ultrasəs vibrasiyalarının intensivliyi artır. Qazlarda, mayelərdə və bərk cisimlərdə yayılarkən ultrasəs maraqlı hadisələr yaradır ki, onların çoxu elm və texnologiyanın müxtəlif sahələrində praktiki tətbiq tapmışdır.

Son illərdə ultrasəs elmi tədqiqatlarda getdikcə daha mühüm rol oynamağa başladı. Ultrasəs kavitasiyası və akustik axınlar sahəsində nəzəri və eksperimental tədqiqatlar uğurla həyata keçirilmişdir ki, bu da maye fazada ultrasəsin təsiri altında baş verən yeni texnoloji prosesləri inkişaf etdirməyə imkan vermişdir. Hazırda kimyada yeni bir istiqamət - bir çox kimyəvi və texnoloji prosesləri sürətləndirməyə imkan verən ultrasəs kimyası formalaşır. Elmi tədqiqatlar akustikanın yeni bölməsinin - səs dalğalarının maddə ilə molekulyar qarşılıqlı təsirini öyrənən molekulyar akustikanın yaranmasına kömək etdi. Ultrasəsin tətbiqinin yeni sahələri ortaya çıxdı: introskopiya, holoqrafiya, kvant akustikası, ultrasəs fazasının ölçülməsi, akustoelektronika.

Ultrasəs sahəsində nəzəri və eksperimental tədqiqatlarla yanaşı, xeyli praktiki işlər görülüb. Universal və xüsusi ultrasəs maşınları, artan statik təzyiq altında işləyən qurğular, hissələri təmizləmək üçün ultrasəs mexanikləşdirilmiş qurğular, artan tezlikli generatorlar və yeni soyutma sistemi, vahid paylanmış sahəyə malik transduserlər hazırlanmışdır. İstehsal xətlərinə daxil olan, əmək məhsuldarlığını əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa imkan verən avtomatik ultrasəs qurğuları yaradılmış və istehsala tətbiq edilmişdir.

ultrasəs.

Ultrasəs (ABŞ) - tezliyi 15 - 20 kHz-dən çox olan elastik vibrasiya və dalğalar. Onu eşidilən səs bölgəsindən ayıran ultrasəs tezlik bölgəsinin aşağı həddi insanın eşitmə qabiliyyətinin subyektiv xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir və şərtlidir, çünki eşitmə qavrayışının yuxarı həddi hər bir insan üçün fərqlidir. Ultrasəs tezliklərinin yuxarı həddi elastik dalğaların fiziki təbiəti ilə bağlıdır, yalnız maddi mühitdə yayıla bilər, yəni. bir şərtlə ki, dalğa uzunluğu mayelərdə və bərk cisimlərdə qazda və ya atomlararası məsafələrdə molekulların orta sərbəst yolundan çox böyük olsun. Normal təzyiqdə olan qazlarda ultrasəs tezliklərinin yuxarı həddi » 10 9 Hz; mayelərdə və bərk maddələrdə kəsilmə tezliyi 10 12 -10 13 Hz-ə çatır. Dalğa uzunluğundan və tezliyindən asılı olaraq, ultrasəs şüalanma, qəbul, yayılma və tətbiqin müxtəlif spesifik xüsusiyyətlərinə malikdir, buna görə də ultrasəs tezliklərinin sahəsi üç sahəyə bölünür:

· aşağı ultrasəs tezlikləri (1,5×10 4 - 10 5 Hz);

orta (10 5 - 10 7 Hz);

yüksək (10 7 - 10 9 Hz).

10 9 - 10 13 Hz tezlikli elastik dalğalar adətən hipersəs adlanır.

Ultrasəs elastik dalğalar kimi.

Ultrasəs dalğaları (eşitilməyən səs) öz təbiətinə görə eşidilən diapazonda elastik dalğalardan fərqlənmir. Yalnız qazlarda və mayelərdə yayılır uzununa dalğalar və bərk cisimlərdə - uzununa və kəsici s.

Ultrasəsin yayılması istənilən tezlik diapazonunun akustik dalğaları üçün ümumi olan əsas qanunlara tabedir. Paylanmanın əsas qanunları bunlardır müxtəlif mühitlərin hüdudlarında səsin əks olunması və səsin sınması qanunları, səsin difraksiyası və səsin səpilməsi mühitdə maneələr və qeyri-bərabərlik və sərhədlərdə pozuntular olduqda, dalğa ötürücüsünün yayılması qanunlarıətraf mühitin məhdud ərazilərində. Səs dalğasının uzunluğu l ilə həndəsi ölçü D arasındakı nisbət, yəni səs mənbəyinin və ya dalğanın yolundakı maneənin ölçüsü və mühitin qeyri-bərabərliyinin ölçüsü mühüm rol oynayır. D>>l zaman maneələr yaxınlığında səsin yayılması əsasən həndəsi akustika qanunlarına uyğun olaraq baş verir (əksilmə və sınma qanunlarından istifadə edə bilərsiniz). Yayılmanın həndəsi nümunəsindən yayınma dərəcəsi və difraksiya hadisələrini nəzərə almaq ehtiyacı parametrlə müəyyən edilir.

, burada r müşahidə nöqtəsindən difraksiyaya səbəb olan obyektə qədər olan məsafədir.

Ultrasəs dalğalarının qeyri-məhdud mühitdə yayılma sürəti mühitin elastiklik və sıxlığının xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir. Məhdud mühitlərdə dalğanın yayılma sürətinə sərhədlərin mövcudluğu və təbiəti təsir edir ki, bu da sürətin tezlikdən asılılığına (səsin sürətinin dispersiyasına) gətirib çıxarır. Ultrasəs dalğasının müəyyən bir istiqamətdə yayıldığı zaman onun amplitudasının və intensivliyinin azalması, yəni səsin zəifləməsi, hər hansı tezlikli dalğalarda olduğu kimi, dalğa cəbhəsinin mənbədən uzaqlaşması ilə, səsin səpilməsi və udulması. Bütün tezliklərdə, həm eşidilən, həm də eşidilməyən diapazonlarda, mühitin kəsici özlülüyündən (daxili sürtünmə) yaranan "klassik" udma baş verir. Bundan əlavə, tez-tez "klassik" udulmanı əhəmiyyətli dərəcədə üstələyən əlavə (istirahət) udma var.

Səs dalğalarının əhəmiyyətli bir intensivliyi ilə qeyri-xətti effektlər görünür:

superpozisiya prinsipi pozulur və dalğaların qarşılıqlı təsiri baş verir, tonların görünüşünə səbəb olur;

· dalğa forması dəyişir, onun spektri daha yüksək harmoniklərlə zənginləşir və müvafiq olaraq udulma da artır;

· ultrasəs intensivliyinin müəyyən hədd dəyərinə çatdıqda, mayedə kavitasiya baş verir (aşağıya bax).

Xətti akustika qanunlarının tətbiqi meyarı və qeyri-xətti effektləri laqeyd etmə ehtimalı: M.<< 1, где М = v/c, v – колебательная скорость частиц в волне, с – скорость распространения волны.

M parametri "Mach nömrəsi" adlanır.

ultrasəsin spesifik xüsusiyyətləri

Ultrasəsin fiziki təbiəti və onun yayılmasını müəyyən edən əsas qanunlar istənilən tezlik diapazonunun səs dalğaları ilə eyni olsa da, onun bir sıra spesifik xüsusiyyətləri vardır. Bu xüsusiyyətlər ABŞ-ın nisbətən yüksək tezlikləri ilə bağlıdır.

Dalğa uzunluğunun kiçikliyi müəyyən edir şüa xarakteri ultrasəs dalğalarının yayılması. Emitentin yaxınlığında dalğalar şüalar şəklində yayılır, onların eninə ölçüsü emitentin ölçüsünə yaxın qalır. Belə bir şüa (ABŞ şüası) böyük maneələrə dəyən zaman əks və sınmaya məruz qalır. Şüa kiçik maneələrə dəydikdə, səpələnmiş dalğa yaranır ki, bu da mühitdə kiçik qeyri-bərabərliyi aşkar etməyə imkan verir (mm-nin onda və yüzdə birində). Ultrasəsin mühitin qeyri-bərabərliyinə əks olunması və səpilməsi optik qeyri-şəffaf mühitlərdə əmələ gəlməyə imkan verir. səsli şəkillər işıq şüaları ilə necə edildiyinə bənzər səs fokuslama sistemlərindən istifadə edən obyektlər.

Fokuslanan ultrasəs təkcə səs təsvirləri (səs təsviri və akustik holoqrafiya sistemləri) əldə etməyə deyil, həm də cəmləşdirmək səs enerjisi. Ultrasəs fokuslama sistemlərinin köməyi ilə əvvəlcədən təyin edilmiş formalaşdırmaq mümkündür istiqamətləndirmə xüsusiyyətləri emitentlər və onları idarə edin.

Ultrasəs dalğasında sıxlığın dəyişməsi ilə əlaqəli işıq dalğalarının sınma indeksində dövri dəyişiklik səbəb olur. ultrasəs vasitəsilə işığın difraksiyası megahertz-qiqahers diapazonunda ABŞ tezliklərində müşahidə edilir. Bu halda, ultrasəs dalğası difraksiya barmaqlığı kimi qəbul edilə bilər.

Ultrasəs sahəsində ən mühüm qeyri-xətti effektdir kavitasiya- mayedə buxar, qaz və ya onların qarışığı ilə doldurulmuş pulsasiya edən qabarcıq kütləsinin görünüşü. Baloncukların mürəkkəb hərəkəti, onların dağılması, bir-biri ilə birləşməsi və s. mayedə sıxılma impulsları (mikroşok dalğaları) və mikro axınlar yaradır, mühitin yerli istiləşməsinə, ionlaşmaya səbəb olur. Bu təsirlər maddəyə təsir göstərir: mayedə bərk maddələrin məhv edilməsi baş verir ( kavitasiya eroziyası), mayelərin qarışması baş verir, müxtəlif fiziki və kimyəvi proseslər başlanır və ya sürətləndirilir. Kavitasiya şərtlərini dəyişdirərək, müxtəlif kavitasiya təsirlərini gücləndirmək və ya zəiflətmək mümkündür, məsələn, ultrasəs tezliyinin artması ilə mikro axınların rolu artır və mayedə təzyiqin artması ilə kavitasiya eroziyası azalır. mikrotəsirlərin rolu artır. Tezliyin artması mayenin növündən, onun qaz tərkibindən, temperaturundan və s. asılı olan kavitasiyanın başlanğıcına uyğun gələn hədd intensivliyinin artmasına səbəb olur. Atmosfer təzyiqində olan su üçün adətən 0,3-1,0 Vt/sm təşkil edir. 2 . Kavitasiya mürəkkəb hadisələr toplusudur. Mayedə yayılan ultrasəs dalğaları yüksək və aşağı təzyiq sahələrini bir-birini əvəz edir, yüksək sıxılma zonaları və nadirləşmə zonaları yaradır. Nadir zonada hidrostatik təzyiq o dərəcədə azalır ki, mayenin molekullarına təsir edən qüvvələr molekullararası birləşmə qüvvələrindən çox olur. Hidrostatik tarazlığın kəskin dəyişməsi nəticəsində maye "qırılır", çoxlu kiçik qaz və buxar baloncukları əmələ gətirir. Növbəti anda, mayedə yüksək təzyiq dövrü başlayanda, əvvəllər əmələ gələn baloncuklar çökür. Baloncukların çökməsi prosesi bir neçə yüz atmosferə çatan çox yüksək yerli ani təzyiqə malik şok dalğalarının əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunur.

Rusiya Tibb Akademiyasının Lisansüstü Təhsil Akademiyasının Ultrasəs Diaqnostika Kafedrasının əməkdaşları tərəfindən yazılmış ultrasəs diaqnostikasına dair təlimatın I cildindən bir fəsil (CD 2001), Mitkov V.V.

(Məqalə İnternetdə tapıldı)

Ultrasəsin fiziki xüsusiyyətləri
Yansıtma və səpilmə
Sensorlar və ultrasəs dalğası
Yavaş skan cihazları
Sürətli skan alətləri
Doppler cihazları
Artefaktlar
Ultrasəs avadanlığının keyfiyyətinə nəzarət
Ultrasəsin bioloji təsiri və təhlükəsizliyi
Ultrasəs diaqnostikasında yeni tendensiyalar
Ədəbiyyat
Test sualları

ULTRASƏSİN FİZİKİ XÜSUSİYYƏTLƏRİ

Tibbi diaqnostikada ultrasəsin istifadəsi daxili orqanların və strukturların şəkillərini əldə etmək imkanı ilə əlaqələndirilir. Metodun əsasını ultrasəsin insan orqanının toxumaları ilə qarşılıqlı əlaqəsi təşkil edir. Təsvirin əldə edilməsinin özünü iki hissəyə bölmək olar. Birincisi, tədqiq olunan toxumalara yönəldilmiş qısa ultrasəs impulslarının şüalanması, ikincisi isə əks olunan siqnallar əsasında təsvirin formalaşmasıdır. Ultrasəs diaqnostika qurğusunun iş prinsipini başa düşmək, ultrasəs fizikasının əsaslarını və onun insan bədən toxumaları ilə qarşılıqlı əlaqəsini bilmək cihazın mexaniki, düşünülməmiş istifadəsinin qarşısını almağa və buna görə də diaqnostika prosesinə daha bacarıqla yanaşmağa kömək edəcəkdir. .

Səs hissəciklərin titrəyişlərinin enerjinin yayılma istiqaməti ilə eyni müstəvidə olduğu mexaniki uzununa dalğadır (şəkil 1).

düyü. 1. Ultrasəs dalğasında təzyiq və sıxlıq dəyişikliklərinin vizual və qrafik təsviri.

Dalğa enerji daşıyır, amma maddə deyil. Elektromaqnit dalğalarından (işıq, radio dalğaları və s.) fərqli olaraq, səsin yayılması üçün mühit tələb olunur - o, vakuumda yayıla bilməz. Bütün dalğalar kimi, səs də bir sıra parametrlərlə təsvir edilə bilər. Bunlar tezlik, dalğa uzunluğu, mühitdə yayılma sürəti, dövr, amplituda və intensivlikdir. Tezlik, dövr, amplituda və intensivlik səs mənbəyi, yayılma sürəti mühit, dalğa uzunluğu isə həm səs mənbəyi, həm də mühit tərəfindən müəyyən edilir. Tezlik 1 saniyə ərzində tam salınımların (dövrlərin) sayıdır (şəkil 2).

düyü. 2. Ultrasəs dalğa tezliyi 1 s = 2 Hz-də 2 dövr

Tezlik vahidləri hertz (Hz) və megahertzdir (MHz). Bir hers saniyədə bir salınımdır. Bir megahertz = 1000000 hers. Səsi "ultra" edən nədir? Tezlik budur. Səslənən səsin yuxarı həddi - 20.000 Hz (20 kilohertz (kHz)) - ultrasəs diapazonunun aşağı həddidir. Yarasaların ultrasəs lokatorları 25÷500 kHz diapazonunda işləyir. Müasir ultrasəs cihazlarında görüntü əldə etmək üçün 2 MHz və daha yüksək tezlikli ultrasəs istifadə olunur. Dövr bir tam salınma dövrü əldə etmək üçün tələb olunan vaxtdır (şək. 3).

düyü. 3. Ultrasəs dalğasının dövrü.

Dövr vahidləri saniyə (s) və mikrosaniyədir (µs). Bir mikrosaniyə saniyənin milyonda biridir. Period (µs) = 1/tezlik (MHz). Dalğa uzunluğu fəzada bir rəqsin tutduğu uzunluqdur (şək. 4).

düyü. 4. Dalğa uzunluğu.

Ölçü vahidləri metr (m) və millimetrdir (mm). Ultrasəsin yayılma sürəti dalğanın mühitdən keçdiyi sürətdir. Ultrasonik yayılma sürətinin vahidləri saniyədə metr (m/s) və mikrosaniyədə millimetrdir (mm/µs). Ultrasəsin yayılma sürəti mühitin sıxlığı və elastikliyi ilə müəyyən edilir. Ultrasəsin yayılma sürəti elastikliyin artması və mühitin sıxlığının azalması ilə artır. Cədvəl 2.1-də insan bədəninin bəzi toxumalarında ultrasəsin yayılma sürəti göstərilir.

İnsan bədəninin toxumalarında ultrasəsin orta yayılma sürəti 1540 m/s təşkil edir - əksər ultrasəs diaqnostik cihazları bu sürət üçün proqramlaşdırılmışdır. Ultrasəsin yayılma sürəti (C), tezlik (f) və dalğa uzunluğu (λ) aşağıdakı tənliklə əlaqələndirilir: C = f × λ. Bizim vəziyyətimizdə sürət sabit hesab edildiyindən (1540 m/s), yerdə qalan iki dəyişən f və λ bir-birinə tərs mütənasib əlaqə ilə bağlıdır. Tezlik nə qədər yüksək olsa, dalğa uzunluğu bir o qədər qısa olar və görə biləcəyimiz cisimlər bir o qədər kiçik olar. Mühitin digər vacib parametri akustik empedansdır (Z). Akustik müqavimət mühitin sıxlıq dəyərinin və ultrasəsin yayılma sürətinin məhsuludur. Müqavimət (Z) = sıxlıq (p) × yayılma sürəti (C).

Ultrasəs diaqnostikasında bir görüntü əldə etmək üçün transduser (sabit dalğa) tərəfindən davamlı olaraq yayılan ultrasəs istifadə edilmir, lakin qısa impulslar (impuls) şəklində yayılan ultrasəs. Pyezoelektrik elementə qısa elektrik impulsları tətbiq edildikdə yaranır. İmpuls ultrasəsini xarakterizə etmək üçün əlavə parametrlər istifadə olunur. Nəbzlərin təkrarlanma sürəti zaman vahidində (saniyədə) buraxılan impulsların sayıdır. Pulse təkrar tezliyi hertz (Hz) və kilohertz (kHz) ilə ölçülür. Nəbz müddəti bir nəbzin vaxt intervalıdır (şək. 5).

düyü. 5. Ultrasəs impulsunun müddəti.

O, saniyə (s) və mikrosaniyə (µs) ilə ölçülür. Məşğulluq faktoru ultrasəsin emissiyasının (puls şəklində) baş verdiyi vaxtın bir hissəsidir. Məkan impulsunun uzunluğu (STP) bir ultrasəs impulsunun yerləşdirildiyi məkanın uzunluğudur (şək. 6).

düyü. 6. Nəbzin məkan uzadılması.

Yumşaq toxumalar üçün nəbzin fəza uzunluğu (mm) 1,54 (mm/µs ilə ultrasəsin yayılma sürəti) və hər impulsdakı salınımların (dövrlərin) sayının (n) MHz tezliyinə bölünməsinin hasilinə bərabərdir. Və ya ÜFE = 1,54 × n/f. Nəbzdəki salınımların sayını azaltmaqla və ya tezliyi artırmaqla nəbzin məkan uzunluğunun azalmasına nail olmaq olar (və bu, eksenel qətnaməni yaxşılaşdırmaq üçün çox vacibdir). Ultrasəs dalğasının amplitudası müşahidə olunan fiziki dəyişənin orta dəyərdən maksimum sapmasıdır (şək. 7).

düyü. 7. Ultrasəs dalğasının amplitudası

Ultrasəsin intensivliyi dalğanın gücünün ultrasəs axınının yayıldığı sahəyə nisbətidir. Kvadrat santimetr üçün vattla ölçülür (W/sm2). Bərabər radiasiya gücü ilə, axının sahəsi nə qədər kiçik olsa, intensivliyi bir o qədər yüksəkdir. İntensivlik də amplitudanın kvadratına mütənasibdir. Beləliklə, amplituda iki dəfə artırsa, intensivlik dörd dəfə artır. İntensivlik həm axının ərazisində, həm də impulslu ultrasəs zamanı zamanla qeyri-bərabərdir.

Hər hansı bir mühitdən keçərkən ultrasəs siqnalının amplitudasında və intensivliyində azalma olacaq ki, bu da zəifləmə adlanır. Ultrasəs siqnalının zəifləməsi udma, əksetmə və səpilmə nəticəsində baş verir. Zəifləmə vahidi desibeldir (dB). Zəifləmə əmsalı bu siqnalın yolunun vahid uzunluğuna (dB/sm) bir ultrasəs siqnalının zəifləməsidir. Söndürmə faktoru artan tezliklə artır. Yumşaq toxumalarda orta zəifləmə əmsalları və tezlikdən asılı olaraq əks-səda siqnalının intensivliyinin azalması Cədvəl 2.2-də verilmişdir.

REFEKSİYA VƏ SƏPİLMƏ

Ultrasəs müxtəlif akustik müqavimətə və ultrasəsin sürətinə malik olan mühitlərin sərhədindəki toxumalardan keçdikdə əks, sınma, səpilmə və udma hadisələri baş verir. Bucaqdan asılı olaraq, ultrasəs şüasının perpendikulyar və oblique (bucaq altında) düşməsindən danışılır. Bir ultrasəs şüasının perpendikulyar düşməsi ilə, tamamilə əks oluna və ya qismən əks oluna bilər, qismən iki medianın sərhədindən keçə bilər; bu halda bir mühitdən digərinə ötürülən ultrasəsin istiqaməti dəyişmir (şək. 8).

düyü. 8. Ultrasəs şüasının perpendikulyar düşməsi.

Yansıtılan ultrasəsin və medianın sərhədindən keçən ultrasəsin intensivliyi ilkin intensivlikdən və medianın akustik impedanslarındakı fərqdən asılıdır. Yansıyan dalğanın intensivliyinin düşən dalğanın intensivliyinə nisbətinə əksetmə əmsalı deyilir. Medianın sərhədindən keçən ultrasəs dalğasının intensivliyinin hadisə dalğasının intensivliyinə nisbəti ultrasəsin keçiricilik əmsalı adlanır. Beləliklə, toxumaların müxtəlif sıxlıqları varsa, lakin eyni akustik impedans varsa, ultrasəsin əks olunması olmayacaqdır. Digər tərəfdən, akustik empedanslarda böyük bir fərqlə, əksetmə intensivliyi 100% -ə meyllidir. Buna misal olaraq hava/yumşaq toxuma interfeysini göstərmək olar. Ultrasəsin demək olar ki, tam əks olunması bu medianın sərhədində baş verir. İnsan bədəninin toxumalarında ultrasəsin keçiriciliyini yaxşılaşdırmaq üçün birləşdirici vasitələrdən (gel) istifadə olunur. Ultrasəs şüasının əyri düşməsi ilə düşmə bucağı, əks bucağı və qırılma bucağı müəyyən edilir (şək. 9).

düyü. 9. Refeksiya, refraksiya.

Gəlmə bucağı əks bucağına bərabərdir. Refraksiya, ultrasəs şüasının müxtəlif ultrasəs sürətləri ilə mühitin sərhədini keçdikdə yayılma istiqamətində dəyişiklikdir. Kırılma bucağının sinusu ikinci mühitdə ultrasəsin yayılma sürətinin birincidəki sürətə bölünməsindən alınan qiymətə düşmə bucağının sinusunun hasilinə bərabərdir. Kırılma bucağının sinusu və buna görə də sınma bucağının özü, iki mühitdə ultrasəsin yayılma sürətindəki fərq nə qədər böyükdürsə, bir o qədər böyükdür. İki mühitdə ultrasəsin yayılma sürətləri bərabər olduqda və ya düşmə bucağı 0 olarsa, refraksiya müşahidə edilmir. Yansıma haqqında danışarkən, dalğa uzunluğunun pozuntuların ölçülərindən çox böyük olduğu halda nəzərə alınmalıdır. əks etdirən səthin spekulyar əksi baş verir (yuxarıda təsvir edilmişdir). Dalğa uzunluğu əks etdirən səthin qeyri-bərabərliyi ilə müqayisə edilə bilərsə və ya mühitin özünün qeyri-bərabərliyi varsa, ultrasəsin səpilməsi baş verir.

düyü. 10. Geri səpələnmə.

Geri səpilmə ilə (şəkil 10) ultrasəs orijinal şüanın gəldiyi istiqamətdə əks olunur. Səpələnmiş siqnalların intensivliyi mühitin qeyri-homogenliyinin artması və ultrasəsin tezliyinin artması (yəni dalğa uzunluğunun azalması) ilə artır. Səpilmə, gələn şüanın istiqamətindən nisbətən az asılıdır və buna görə də orqan parenximasını qeyd etmədən, əks etdirən səthlərin daha yaxşı vizuallaşdırılmasına imkan verir. Yansıtılan siqnalın ekranda düzgün yerləşməsi üçün təkcə yayılan siqnalın istiqamətini deyil, həm də reflektora qədər olan məsafəni bilmək lazımdır. Bu məsafə mühitdə ultrasəsin sürətinin məhsulunun 1/2 hissəsinə və əks olunan siqnalın emissiyası ilə qəbulu arasındakı vaxta bərabərdir (şək. 11). Sürət və zamanın məhsulu yarıya bölünür, çünki ultrasəs ikiqat yol keçir (emitterdən reflektora və geri) və bizi yalnız emitentdən reflektora qədər olan məsafə maraqlandırır.

düyü. 11. Ultrasəs ilə məsafənin ölçülməsi.

SENSORLAR VƏ ULTRASƏS DALĞASI

Ultrasəs əldə etmək üçün elektrik enerjisini ultrasəs enerjisinə çevirən xüsusi çeviricilərdən istifadə olunur. Ultrasəsin istehsalı tərs piezoelektrik effektə əsaslanır. Təsirinin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, müəyyən materiallara (pyezoelektriklər) elektrik gərginliyi tətbiq edilərsə, onda onların forması dəyişəcək (şək. 12).

düyü. 12. Əks piezoelektrik effekt.

Bu məqsədlə, ultrasəs cihazlarında ən çox qurğuşun sirkonat və ya qurğuşun titanat kimi süni piezoelektrik materiallar istifadə olunur. Elektrik cərəyanı olmadıqda, piezoelektrik element orijinal formasına qayıdır və polarite dəyişdikdə, forma yenidən dəyişəcək, lakin əks istiqamətdə. Pyezoelektrik elementə sürətli dəyişən cərəyan tətbiq edilərsə, o zaman element ultrasəs sahəsi yaradaraq yüksək tezlikdə büzülməyə və genişlənməyə (yəni salınmağa) başlayacaq. Transduserin işləmə tezliyi (rezonans tezliyi) pyezoelektrik elementdə ultrasəsin yayılma sürətinin bu pyezoelektrik elementin iki qat qalınlığına nisbəti ilə müəyyən edilir. Yansıtılan siqnalların aşkarlanması birbaşa piezoelektrik effektə əsaslanır (şək. 13).

düyü. 13. Birbaşa piezoelektrik effekt.

Geri dönən siqnallar piezoelektrik elementin salınımlarına və onun üzlərində alternativ elektrik cərəyanının görünüşünə səbəb olur. Bu halda, piezo elementi ultrasəs sensoru kimi fəaliyyət göstərir. Adətən eyni elementlər ultrasəs yaymaq və qəbul etmək üçün ultrasəs cihazlarında istifadə olunur. Buna görə də "çevirici", "çevirici", "sensor" terminləri sinonimdir. Ultrasonik sensorlar mürəkkəb cihazlardır və təsvirin skan edilməsi üsulundan asılı olaraq yavaş skan cihazları (tək element) və sürətli tarama (real vaxtda skan) üçün sensorlara - mexaniki və elektrona bölünür. Mexanik sensorlar tək və çox elementli (anular) ola bilər. Ultrasəs şüasının süpürülməsinə elementi yelləmək, elementi fırlatmaq və ya akustik güzgünü yelləməklə nail olmaq olar (şək. 14).

düyü. 14. Mexaniki sektor sensorları.

Bu vəziyyətdə ekrandakı görüntü sektor (sektor sensorları) və ya dairə (dairəvi sensorlar) formasına malikdir. Elektron sensorlar çox elementlidir və yaranan təsvirin formasından asılı olaraq sektor, xətti, qabarıq (qabarıq) ola bilər (şək. 15).

düyü. 15. Elektron çox elementli sensorlar.

Sektor sensorunda təsvirin süpürülməsi ultrasəs şüasının eyni vaxtda fokuslanması ilə yellənməsi ilə əldə edilir (Şəkil 16).

düyü. 16. Fazalı antenalı elektron sektor sensoru.

Xətti və qabarıq sensorlarda təsvirin süpürülməsi bir qrup elementin eyni vaxtda fokuslanma ilə antenna massivi boyunca addım-addım hərəkəti ilə həyəcanlanması ilə əldə edilir (şək. 17).

düyü. 17. Elektron xətti sensor.

Ultrasonik sensorlar bir-birindən təfərrüatları ilə fərqlənir, lakin onların sxematik diaqramı Şəkil 18-də göstərilmişdir.

düyü. 18. Ultrasonik sensor cihazı.

Davamlı şüalanma rejimində disk şəklində olan tək elementli çevirici məsafədən asılı olaraq forması dəyişən ultrasəs sahəsi əmələ gətirir (şək. 19).

düyü. 19. Fokuslanmamış çeviricinin iki sahəsi.

Bəzən yan loblar adlanan əlavə ultrasəs "axınları" müşahidə edilə bilər. Diskdən yaxın sahənin (zonanın) uzunluğuna qədər olan məsafəyə yaxın zona deyilir. Yaxının hüdudlarından kənara çıxan zona uzaq adlanır. Yaxın zonanın uzunluğu çeviricinin diametrinin kvadratının 4 dalğa uzunluğuna nisbətinə bərabərdir. Uzaq zonada ultrasəs sahəsinin diametri artır. Ultrasəs şüasının ən böyük daraldığı yer fokus sahəsi, çevirici ilə fokus sahəsi arasındakı məsafə isə fokus uzunluğu adlanır. Ultrasəs şüasına fokuslanmağın müxtəlif yolları var. Ən sadə fokuslama üsulu akustik lensdir (şək. 20).

düyü. 20. Akustik linza ilə fokuslama.

Bununla, ultrasəs şüasını lensin əyriliyindən asılı olan müəyyən bir dərinliyə yönəldə bilərsiniz. Bu fokuslama üsulu, praktiki işdə əlverişsiz olan fokus uzunluğunu tez bir zamanda dəyişdirməyə imkan vermir. Fokuslanmağın başqa bir yolu akustik güzgüdən istifadə etməkdir (şək. 21).

düyü. 21. Akustik güzgü ilə fokuslanma.

Bu halda, güzgü və çevirici arasındakı məsafəni dəyişdirərək, fokus uzunluğunu dəyişəcəyik. Çox elementli elektron sensorlar olan müasir cihazlarda fokuslanma elektron fokuslanmaya əsaslanır (şək. 17). Elektron fokuslama sistemi ilə biz alətlər panelindən fokus uzunluğunu dəyişə bilərik, lakin hər bir şəkil üçün yalnız bir fokus sahəsimiz olacaq. Görünüşü əldə etmək üçün saniyədə 1000 dəfə buraxılan çox qısa ultrasəs impulslarından (pulse təkrar tezliyi 1 kHz) istifadə edildiyi üçün cihaz 99,9% əks-səda qəbuledicisi kimi işləyir. Belə bir vaxt marjasına malik olmaqla cihazı elə proqramlaşdırmaq olar ki, ilk təsvirin alınması zamanı yaxın fokus zonası (şək. 22) seçilsin və bu zonadan alınan məlumat saxlanılsın.

düyü. 22. Dinamik fokus metodu.

Daha sonra - növbəti diqqət sahəsinin seçilməsi, məlumat əldə etmək, qənaət etmək. Və sair. Nəticə bütün dərinlikdə fokuslanmış kompozit şəkildir. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, bu fokuslanma üsulu bir şəkil (çərçivə) əldə etmək üçün əhəmiyyətli vaxt tələb edir, bu da kadr sürətinin azalmasına və təsvirin titrəməsinə səbəb olur. Niyə ultrasəs şüasına diqqət yetirmək üçün bu qədər səy göstərilir? Fakt budur ki, şüa nə qədər dar olsa, yanal (yanal, azimutda) ayırdetmə bir o qədər yaxşıdır. Yanal ayırdetmə enerjinin yayılma istiqamətinə perpendikulyar yerləşən və monitor ekranında ayrı-ayrı strukturlar kimi təqdim olunan iki obyekt arasındakı minimum məsafədir (şək. 23).

düyü. 23. Dinamik fokus metodu.

Yanal ayırdetmə ultrasəs şüasının diametrinə bərabərdir. Eksenel ayırdetmə enerjinin yayılma istiqaməti boyunca yerləşən və monitor ekranında ayrı-ayrı strukturlar kimi təqdim olunan iki obyekt arasındakı minimum məsafədir (şək. 24).

düyü. 24. Eksenel ayırdetmə: ultrasəs nəbzi nə qədər qısa olarsa, bir o qədər yaxşıdır.

Eksenel ayırdetmə ultrasəs nəbzinin məkan səviyyəsindən asılıdır - nəbz nə qədər qısa olarsa, qətnamə bir o qədər yaxşı olar. Nəbzi qısaltmaq üçün ultrasəs titrəyişlərinin həm mexaniki, həm də elektron söndürülməsindən istifadə olunur. Bir qayda olaraq, eksenel qətnamə yanal qətnamədən daha yaxşıdır.

YAVAŞ TARANAN CİHAZLAR

Hal-hazırda, yavaş (əllə, mürəkkəb) skan edən cihazlar yalnız tarixi maraq doğurur. Mənəvi olaraq, onlar sürətli skan edən cihazların (real vaxt rejimində işləyən qurğular) meydana çıxması ilə öldülər. Bununla belə, onların əsas komponentləri müasir cihazlarda da qorunur (təbii ki, müasir element bazasından istifadə etməklə). Ürək ultrasəs cihazının bütün sistemlərini idarə edən əsas impuls generatorudur (müasir cihazlarda - güclü prosessordur) (şəkil 25).

düyü. 25. Əl skanerinin blok diaqramı.

Pulse generatoru ultrasəs impulsunu yaradan və onu toxumaya göndərən çeviriciyə elektrik impulsları göndərir, əks olunan siqnalları alır, onları elektrik vibrasiyasına çevirir. Bu elektrik rəqsləri daha sonra radiotezlik gücləndiricisinə göndərilir ki, bu da adətən zaman-amplituda qazanma nəzarətçisinə (TAGU) - dərinlikdə toxuma udma kompensasiyasının tənzimləyicisinə qoşulur. Toxumalarda ultrasəs siqnalının zəifləməsi eksponensial qanuna əsasən baş verdiyinə görə ekrandakı cisimlərin parlaqlığı dərinlik artdıqca tədricən azalır (şək. 26).

düyü. 26. Toxumanın udulmasının kompensasiyası.

Xətti gücləndiricidən istifadə etməklə, yəni. bütün siqnalları mütənasib şəkildə gücləndirən gücləndirici, dərin obyektlərin vizuallaşdırılmasını yaxşılaşdırmağa çalışarkən, sensorun bilavasitə yaxınlığındakı siqnalları çoxaldır. Loqarifmik gücləndiricilərin istifadəsi bu problemi həll edir. Ultrasəs siqnalı geri qayıtmasının gecikmə vaxtı ilə mütənasib olaraq gücləndirilir - nə qədər gec qayıtsa, gücləndirmə bir o qədər güclü olar. Beləliklə, TVG-nin istifadəsi ekranda eyni parlaqlıqda dərinlikdə təsvir əldə etməyə imkan verir. Bu şəkildə gücləndirilmiş radiotezlikli elektrik siqnalı daha sonra demodulyatora verilir, orada düzəldilir və süzülür və yenidən video gücləndiricidə gücləndirilərək monitor ekranına verilir.

Şəkli monitor ekranında saxlamaq üçün video yaddaş tələb olunur. Analoq və rəqəmsal bölünə bilər. İlk monitorlar məlumatı analoq bistabil formada təqdim etməyə imkan verdi. Diskriminator adlanan cihaz ayrı-seçkilik həddini dəyişməyə imkan verdi - intensivliyi ayrı-seçkilik həddindən aşağı olan siqnallar ondan keçmədi və ekranın müvafiq bölmələri qaranlıq qaldı. İntensivliyi ayrı-seçkilik həddini keçən siqnallar ekranda ağ nöqtələr kimi təqdim edildi. Bu halda, nöqtələrin parlaqlığı əks olunan siqnalın intensivliyinin mütləq dəyərindən asılı deyildi - bütün ağ nöqtələr eyni parlaqlığa malik idi. Təsvir təqdim etmənin bu üsulu ilə - ona "bistable" deyilirdi - yüksək əks etdiriciliyə malik orqan və strukturların sərhədləri (məsələn, böyrək sinusu) aydın görünürdü, lakin parenximal orqanların strukturunu qiymətləndirmək mümkün olmadı. 70-ci illərdə monitor ekranında boz çalarları ötürməyə imkan verən cihazların görünüşü boz miqyaslı cihazların dövrünün başlanğıcını qeyd etdi. Bu qurğular bistabil təsvirə malik cihazlardan istifadə etməklə əlçatmaz olan məlumatları əldə etməyə imkan verirdi. Kompüter texnologiyasının və mikroelektronikanın inkişafı tezliklə analoq təsvirlərdən rəqəmsal təsvirlərə keçməyə imkan verdi. Ultrasonik cihazlarda rəqəmsal təsvirlər 16-32-64-128-256 (4-5-6-7-8 bit) boz miqyaslı böyük matrislərdə (adətən 512 × 512 piksel) formalaşır. 512 × 512 piksel matrisdə 20 sm dərinlikdə göstərildikdə, bir piksel 0,4 mm xətti ölçüyə uyğun olacaq. Müasir alətlərdə görüntü keyfiyyətini itirmədən displeylərin ölçüsünü artırmaq tendensiyası müşahidə olunur və orta səviyyəli cihazlarda 12 düymlük (30 sm diaqonal) ekranlar adi hala çevrilir.

Ultrasəs cihazının (displey, monitor) katod şüa borusu xüsusi fosforla örtülmüş ekranda parlaq bir nöqtə yaratmaq üçün kəskin fokuslanmış elektron şüasından istifadə edir. Yönləndirici lövhələrin köməyi ilə bu ləkəni ekran ətrafında hərəkət etdirmək olar.

At A tipi sweep (Amplitude) bir oxda sensordan olan məsafə, digər tərəfdən - əks olunan siqnalın intensivliyi (Şəkil 27).

düyü. 27. A tipli siqnal süpürgəsi.

Müasir alətlərdə A tipli süpürgə praktiki olaraq istifadə edilmir.

B tipi scan (Parlaqlıq - parlaqlıq) bu xətti təşkil edən ayrı-ayrı nöqtələrin parlaqlığında fərq şəklində əks olunan siqnalların intensivliyi haqqında skan xətti boyunca məlumat əldə etməyə imkan verir.

Ekran nümunəsi: sola sürüşmə B, sağda - M və kardioqramma.

M tipli (bəzən TM) süpürmə (Motion - hərəkət) əks etdirən strukturların hərəkətini (hərəkətini) vaxtında qeydiyyata almağa imkan verir. Bu zaman əks etdirən konstruksiyaların şaquli yerdəyişmələri müxtəlif parlaqlıqlı nöqtələr şəklində, üfüqi olaraq isə bu nöqtələrin mövqeyinin zamanla yerdəyişməsi qeydə alınır (şək. 28).

düyü. 28. M tipli süpürgə.

İki ölçülü tomoqrafik görüntü əldə etmək üçün bu və ya digər şəkildə tarama xəttini skan müstəvisi boyunca hərəkət etdirmək lazımdır. Yavaş skan edən cihazlarda buna sensorun xəstənin bədəninin səthi boyunca əl ilə hərəkət etdirilməsi ilə nail olunub.

SÜRƏTLİ TARANAN CİHAZLAR

Sürətli skanerlər və ya daha çox adlandırıldığı kimi, real vaxt skanerləri indi yavaş və ya əl ilə işləyən skanerləri tamamilə əvəz etmişdir. Bu, bu cihazların bir sıra üstünlükləri ilə əlaqədardır: orqan və strukturların hərəkətini real vaxtda (yəni, demək olar ki, eyni anda) qiymətləndirmək imkanı; tədqiqata sərf olunan vaxtın kəskin azalması; kiçik akustik pəncərələr vasitəsilə tədqiqat aparmaq imkanı.

Əgər yavaş skan edən qurğular kamera ilə müqayisə oluna bilərsə (hərəkətsiz şəkillərin alınması), o zaman real vaxt rejimində işləyən cihazları kino ilə müqayisə etmək olar, burada hərəkətsiz təsvirlər (çərçivələr) böyük tezliklə bir-birini əvəz edir, hərəkət təəssüratı yaradır.

Sürətli tarama cihazlarında, yuxarıda qeyd edildiyi kimi, mexaniki və elektron sektor sensorları, elektron xətti sensorlar, elektron qabarıq (qabarıq) sensorlar və mexaniki radial sensorlar istifadə olunur.

Bir müddət əvvəl trapezoidal sensorlar görünüş sahəsi trapezoidal formaya malik olan bir sıra cihazlarda peyda oldu, lakin onlar qabarıq sensorlar üzərində üstünlüklər göstərmədilər, lakin onların özlərində bir sıra çatışmazlıqlar var idi.

Hal-hazırda qarın boşluğunun, retroperitoneal boşluğun və kiçik çanağın orqanlarını araşdırmaq üçün ən yaxşı sensor konveksdir. O, nisbətən kiçik təmas səthinə və orta və uzaq zonalarda çox geniş baxış sahəsinə malikdir ki, bu da tədqiqatı asanlaşdırır və sürətləndirir.

Ultrasəs şüası ilə skan edərkən, şüanın hər tam keçidinin nəticəsi çərçivə adlanır. Çərçivə çoxlu sayda şaquli xətlərdən formalaşır (şək. 29).

düyü. 29. Ayrı-ayrı xətlərlə təsvirin formalaşması.

Hər bir xətt ən azı bir ultrasəs impulsudur. Müasir cihazlarda boz rəngli görüntü əldə etmək üçün nəbzin təkrarlanma tezliyi 1 kHz (saniyədə 1000 impuls) təşkil edir.

Nəbzlərin təkrarlanma tezliyi (PRF), çərçivəni meydana gətirən xətlərin sayı və vaxt vahidinə düşən kadrların sayı arasında əlaqə var: PRF = sətirlərin sayı × kadr tezliyi.

Monitor ekranında yaranan görüntünün keyfiyyəti, xüsusən də xəttin sıxlığı ilə müəyyən ediləcək. Xətti sensor üçün xəttin sıxlığı (xətt/sm) çərçivəni təşkil edən xətlərin sayının monitorun təsvirin formalaşdığı hissəsinin eninə nisbətidir.

Sektor tipli sensor üçün xətt sıxlığı (xətlər/dərəcə) çərçivəni təşkil edən xətlərin sayının sektor bucağına nisbətidir.

Cihazda müəyyən edilmiş kadr sürəti nə qədər yüksəkdirsə, çərçivəni təşkil edən xətlərin sayı (müəyyən bir impulsun təkrarlanma sürətində) azdır, monitor ekranındakı xətlərin sıxlığı bir o qədər aşağı olur və nəticədə alınan təsvirin keyfiyyəti aşağı olur. Lakin yüksək kadr sürətində bizdə yaxşı temporal rezolyasiya var ki, bu da exokardioqrafik tədqiqatlarda çox vacibdir.

DOPPLEROQRAFİYA CİHAZLARI

Ultrasəs tədqiqat metodu təkcə orqan və toxumaların struktur vəziyyəti haqqında məlumat almağa deyil, həm də damarlardakı axınları xarakterizə etməyə imkan verir. Bu qabiliyyət Doppler effektinə əsaslanır - səs mənbəyinin və ya qəbuledicisinin mühitinə və ya səsi səpələyən bədənə nisbətən hərəkət edərkən qəbul edilən səsin tezliyində dəyişiklik. Hər hansı bir homojen mühitdə ultrasəsin yayılma sürətinin sabit olması səbəbindən müşahidə olunur. Buna görə də səs mənbəyi sabit sürətlə hərəkət edirsə, hərəkət istiqamətində yayılan səs dalğaları sıxılmış kimi görünür və səsin tezliyini artırır. Dalğalar əks istiqamətə yayılaraq, sanki uzanır, səsin tezliyinin azalmasına səbəb olur (şək. 30).

düyü. 30. Doppler effekti.

Orijinal ultrasəs tezliyini dəyişdirilmiş ilə müqayisə edərək Doller sürüşməsini müəyyən etmək və sürəti hesablamaq mümkündür. Səsin hərəkət edən bir cismin yayması və ya cismin səs dalğalarını əks etdirməsi fərq etməz. İkinci halda, ultrasəs mənbəyi stasionar ola bilər (ultrasəs sensoru), hərəkət edən eritrositlər isə ultrasəs dalğalarının reflektoru kimi çıxış edə bilər. Doppler sürüşməsi müsbət (reflektor səs mənbəyinə doğru hərəkət edirsə) və ya mənfi (reflektor səs mənbəyindən uzaqlaşırsa) ola bilər. Ultrasəs şüasının düşmə istiqaməti reflektorun hərəkət istiqamətinə paralel olmadıqda, Doppler sürüşməsini gələn şüa ilə şüanın hərəkət istiqaməti arasındakı q bucağının kosinusu ilə düzəltmək lazımdır. reflektor (şək. 31).

düyü. 31. Gələn şüa ilə qan axınının istiqaməti arasındakı bucaq.

Doppler məlumatını əldə etmək üçün iki növ cihaz istifadə olunur - sabit dalğalı və impulslu. Davamlı dalğalı Doppler alətində transduser iki çeviricidən ibarətdir: onlardan biri daim ultrasəs yayır, digəri daim əks olunan siqnalları qəbul edir. Qəbuledici adətən ultrasəs mənbəyinin tezliyinin (səsli diapazon) -1/1000-ə bərabər olan Doppler sürüşməsini müəyyən edir və siqnalı dinamiklərə və paralel olaraq dalğa formasının keyfiyyət və kəmiyyət qiymətləndirilməsi üçün monitora ötürür. Daimi dalğalı cihazlar, ultrasəs şüasının demək olar ki, bütün yolu boyunca qan axını aşkar edir və ya başqa sözlə, böyük bir nəzarət həcminə malikdir. Bu, bir neçə gəmi nəzarət həcminə daxil olduqda qeyri-adekvat məlumatın əldə edilməsinə səbəb ola bilər. Bununla belə, böyük bir nəzarət həcmi qapaq stenozunda təzyiq düşməsini hesablamaqda faydalıdır.

Hər hansı bir xüsusi sahədə qan axını qiymətləndirmək üçün monitor ekranında vizual nəzarət altında tədqiq olunan ərazidə (məsələn, müəyyən bir gəminin içərisində) nəzarət həcmini yerləşdirmək lazımdır. Buna nəbz cihazından istifadə etməklə nail olmaq olar. Doppler sürüşməsinin impulslu alətlər tərəfindən aşkar edilə bilən yuxarı həddi var (bəzən Nyquist həddi adlanır). Nəbzin təkrarlanma sürətinin təxminən 1/2 hissəsidir. Həddini aşdıqda, Doppler spektri təhrif olunur (alaslaşma). Nəbzin təkrarlanma sürəti nə qədər yüksək olarsa, Doppler sürüşməsi təhrif edilmədən müəyyən edilə bilər, lakin alətin aşağı sürətli axınlara həssaslığı bir o qədər aşağı olar.

Toxumalara yönəldilmiş ultrasəs impulsları əsasdan əlavə çoxlu tezlikləri ehtiva etdiyinə görə, həmçinin axının ayrı-ayrı hissələrinin sürətlərinin eyni olmaması səbəbindən əks olunan nəbz böyük bir impulsdan ibarətdir. müxtəlif tezliklərin sayı (şək. 32).

düyü. 32. Ultrasəs impulsunun spektrinin qrafiki.

Sürətli Furye çevrilməsindən istifadə edərək, impulsun tezlik tərkibi spektr kimi təqdim edilə bilər, bu da monitor ekranında əyri şəklində göstərilə bilər, burada Doppler sürüşmə tezlikləri üfüqi, hər bir komponentin amplitudası isə şaquli olaraq çəkilir. Doppler spektrindən qan axınının çoxlu sayda sürət parametrlərini (maksimum sürət, diastolun sonunda sürət, orta sürət və s.) müəyyən etmək mümkündür, lakin bu göstəricilər bucaqdan asılıdır və onların dəqiqliyi çox asılıdır. bucaq korreksiyasının dəqiqliyi. Böyük qeyri-burulmalı gəmilərdə bucaq korreksiyası problem yaratmırsa, kiçik əyri damarlarda (şiş damarları) axının istiqamətini təyin etmək kifayət qədər çətindir. Bu problemi həll etmək üçün bir sıra demək olar ki, karbondan asılı olmayan indekslər təklif edilmişdir ki, bunlardan ən çox yayılmışları müqavimət indeksi və pulsasiya indeksidir. Müqavimət indeksi maksimum və minimum sürətlər arasındakı fərqin maksimum axın sürətinə nisbətidir (şək. 33). Pulsasiya indeksi maksimum və minimum sürətlər arasındakı fərqin orta axın sürətinə nisbətidir.

düyü. 33. Müqavimət göstəricisinin və pulsator indeksinin hesablanması.

Bir nəzarət həcmindən Doppler spektrinin əldə edilməsi çox kiçik bir sahədə qan axını qiymətləndirməyə imkan verir. Rəng axınının təsviri (Rəngli Doppler) adi 2D boz miqyaslı təsvirə əlavə olaraq real vaxt rejimində 2D axın məlumatını təmin edir. Rəngli Doppler görüntüləmə görüntü əldə etmənin impuls prinsipinin imkanlarını genişləndirir. Daşınmaz strukturlardan əks olunan siqnallar tanınır və boz rəngdə təqdim olunur. Yansıtılan siqnalın yayılandan fərqli bir tezliyi varsa, bu, onun hərəkət edən bir obyektdən əks olunduğunu bildirir. Bu halda Doppler sürüşməsi, onun işarəsi və orta sürətin qiyməti müəyyən edilir. Bu parametrlər rəngi, onun doymasını və parlaqlığını təyin etmək üçün istifadə olunur. Tipik olaraq, sensora doğru axının istiqaməti qırmızı və sensordan uzaqda mavi rənglə kodlanır. Rəngin parlaqlığı axın sürəti ilə müəyyən edilir.

Son illərdə "güc Doppler" (Power Doppler) adlanan rəngli Doppler xəritəsinin bir variantı ortaya çıxdı. Güclü Doppler ilə əks olunan siqnalda Doppler sürüşməsinin dəyəri deyil, onun enerjisi müəyyən edilir. Bu yanaşma, axının sürətinin və istiqamətinin mütləq dəyərini müəyyən etmək qabiliyyətini itirmək bahasına olsa da, metodun aşağı sürətlərə həssaslığını artırmağa və onu demək olar ki, bucaqdan müstəqil hala gətirməyə imkan verir.

ARTIFAKTLAR

Ultrasəs diaqnostikasında artefakt, təsvirdə mövcud olmayan strukturların görünməsi, mövcud strukturların olmaması, strukturların yanlış yeri, strukturların yanlış parlaqlığı, strukturların yanlış konturları, strukturların yanlış ölçüləridir. Ən çox görülən artefaktlardan biri olan əks-səda, ultrasəs nəbzinin iki və ya daha çox əks etdirən səth arasında vurduğu zaman baş verir. Bu zaman ultrasəs nəbzinin enerjisinin bir hissəsi bu səthlərdən dəfələrlə əks olunur, hər dəfə müəyyən fasilələrlə sensora qismən qayıdır (şək. 34).

düyü. 34. Reverb.

Bunun nəticəsi monitor ekranında ikinci reflektorun arxasında birinci və ikinci reflektorlar arasındakı məsafəyə bərabər məsafədə yerləşəcək mövcud olmayan əks etdirici səthlərin görünüşü olacaq. Bəzən sensorun mövqeyini dəyişdirərək əks-sədaları azaltmaq mümkündür. Reverbin bir variantı "kometa quyruğu" adlanan artefaktdır. Bu, ultrasəsin obyektin təbii salınımlarına səbəb olduğu halda müşahidə olunur. Bu artefakt tez-tez kiçik qaz baloncuklarının və ya kiçik metal obyektlərin arxasında müşahidə olunur. Həmişə əks olunan bütün siqnalın sensora qayıtmaması səbəbindən (şək. 35), real əks etdirən səthdən daha kiçik olan effektiv əks etdirici səthin artefaktı görünür.

düyü. 35. Effektiv əks etdirici səth.

Bu artefakt səbəbindən, ultrasəsdən istifadə edərək müəyyən edilən daşların ölçüləri adətən həqiqi olanlardan bir qədər kiçik olur. Refraksiya nəticəsində yaranan təsvirdə obyektin yanlış mövqeyinə səbəb ola bilər (şək. 36).

düyü. 36. Effektiv əks etdirici səth.

Ultrasəsin ötürücüdən yansıtıcı quruluşa və arxaya gedən yolu eyni olmadıqda, nəticədə ortaya çıxan görüntüdə obyektin səhv mövqeyi meydana gəlir. Güzgü artefaktları güclü reflektorun bir tərəfində digər tərəfində yerləşən obyektin görünüşüdür (şək. 37).

düyü. 37. Güzgü artefaktı.

Spekulyar artefaktlar tez-tez diyaframın yaxınlığında baş verir.

Akustik kölgə artefaktı (Şəkil 38) ultrasəsi güclü şəkildə əks etdirən və ya güclü şəkildə udan strukturların arxasında baş verir. Akustik kölgənin əmələ gəlmə mexanizmi optik kölgənin formalaşmasına bənzəyir.

düyü. 38. Akustik kölgə.

Distal siqnalın gücləndirilməsinin artefaktı (şəkil 39) ultrasəsi zəif qəbul edən strukturların (maye, maye tərkibli birləşmələr) arxasında baş verir.

düyü. 39. Distal əks-səda gücləndirilməsi.

Yan kölgələrin artefaktı ultrasəs şüası strukturun qabarıq səthinə (kist, servikal öd kisəsi) tangensial olaraq düşdükdə ultrasəs dalğalarının qırılması və bəzən müdaxiləsi ilə əlaqələndirilir, ultrasəsin sürəti ətrafdakı toxumalardan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir ( Şəkil 40).

düyü. 40. Yan kölgələr.

Ultrasəsin sürətinin düzgün təyin edilməməsi ilə əlaqəli artefaktlar, ultrasəsin müəyyən bir toxumada yayılmasının faktiki sürətinin cihazın proqramlaşdırıldığı orta (1,54 m / s) sürətdən çox və ya az olması səbəbindən yaranır (Şəkil 2). 41).

düyü. 41. Müxtəlif mühitlərdə ultrasəsin (V1 və V2) sürətindəki fərqlərə görə təhriflər.

Ultrasəs şüasının qalınlığı artefaktları, əsasən maye tərkibli orqanlarda, ultrasəs şüasının müəyyən bir qalınlığa malik olması və bu şüanın bir hissəsinin eyni vaxtda orqanın təsvirini və ona bitişik olan orqanın təsvirini yarada bilməsi səbəbindən divara yaxın yansımaların görünüşüdür. strukturları (şək. 42).

düyü. 42. Ultrasəs şüasının qalınlığının artefaktı.

ULTRASƏS APARATLARININ İSTİSADƏSİNE KEYFİYYƏTƏ NƏZARƏT

Ultrasəs avadanlığının keyfiyyətinə nəzarət sistemin nisbi həssaslığının, ox və yanal ayırdetmə qabiliyyətinin, ölü zonanın, məsafə ölçən cihazın düzgün işləməsinin, qeydiyyat dəqiqliyinin, TVQ-nin düzgün işləməsinin, boz şkalanın dinamik diapazonunun təyin edilməsini və s. . Ultrasəs cihazların işinin keyfiyyətinə nəzarət etmək üçün xüsusi sınaq obyektləri və ya toxuma ekvivalent fantomlar istifadə olunur (şək. 43). Onlar kommersiya baxımından mövcuddur, lakin ölkəmizdə geniş istifadə olunmur, bu da ultrasəs diaqnostik avadanlıqlarının sahədə kalibrlənməsini demək olar ki, qeyri-mümkün edir.

düyü. 43. Amerika Tibbdə Ultrasəs İnstitutunun sınaq obyekti.

ULTRASƏSİN BİOLOJİ TƏSİRİ VƏ TƏHLÜKƏSİZLİK

Ultrasəsin bioloji təsiri və onun xəstə üçün təhlükəsizliyi ədəbiyyatda daim müzakirə olunur. Ultrasəsin bioloji təsirləri haqqında biliklər ultrasəsin təsir mexanizmlərinin öyrənilməsinə, ultrasəsin hüceyrə kulturalarına təsirinin öyrənilməsinə, bitkilər, heyvanlar üzərində eksperimental tədqiqatlara və nəhayət, epidemioloji tədqiqatlara əsaslanır.

Ultrasəs mexaniki və istilik təsirləri ilə bioloji təsir göstərə bilər. Ultrasəs siqnalının zəifləməsi udma ilə bağlıdır, yəni. ultrasəs dalğa enerjisini istiliyə çevirmək. Emissiya olunan ultrasəsin intensivliyi və onun tezliyi ilə toxumaların istiləşməsi artır. Kavitasiya qaz, buxar və ya onların qarışığı ilə doldurulmuş mayedə pulsasiya edən baloncukların əmələ gəlməsidir. Kavitasiyanın səbəblərindən biri ultrasəs dalğası ola bilər. Yəni ultrasəs zərərlidir, ya yox?

Ultrasəsin hüceyrələrə təsiri, bitki və heyvanlarda eksperimental işlər və epidemioloji tədqiqatlar ilə bağlı tədqiqatlar Amerika Tibbdə Ultrasəs İnstitutunu sonuncu dəfə 1993-cü ildə təsdiqləyən aşağıdakı bəyanatı verməyə məcbur etdi:

"İntensivliyi müasir ultrasəs diaqnostika qurğularına xas olan şüalanmanın (ultrasəs) səbəb olduğu xəstələrdə və ya cihazda işləyən şəxslərdə heç vaxt təsdiqlənmiş bioloji təsirlər qeydə alınmayıb. Baxmayaraq ki, gələcəkdə belə bioloji təsirlərin aşkarlanması mümkündür. , cari məlumatlar göstərir ki, diaqnostik ultrasəsdən ehtiyatlı istifadənin xəstəyə faydası, əgər varsa, potensial riskdən üstündür."

ULTRASƏS DİAQNOZUNDA YENİ İSTİQAMƏTLƏR

Ultrasəs diaqnostikasının sürətli inkişafı, ultrasəs diaqnostika cihazlarının davamlı təkmilləşdirilməsi var. Bu diaqnostik metodun gələcək inkişafı üçün bir neçə əsas istiqaməti nəzərdə tuta bilərik.

Doppler üsullarının daha da təkmilləşdirilməsi mümkündür, xüsusən də Power Doppler, toxumaların Doppler rəngli təsviri.

Gələcəkdə üçölçülü exoqrafiya ultrasəs diaqnostikasının çox vacib sahəsinə çevrilə bilər. Hal-hazırda, üçölçülü təsvirin rekonstruksiyasına imkan verən bir neçə kommersiya məqsədli ultrasəs diaqnostikası var, lakin bu istiqamətin klinik əhəmiyyəti qeyri-müəyyən olaraq qalır.

Ultrasəs kontrastlarından istifadə konsepsiyası ilk dəfə 60-cı illərin sonlarında exokardioqrafik tədqiqat zamanı R.Gramiak və P.M.Şah tərəfindən irəli sürülmüşdür. Hal-hazırda, sağ ürəyin təsviri üçün istifadə edilən "Ehovist" (Shering) kontrastı kommersiyada mövcuddur. Bu yaxınlarda kontrast hissəciklərinin ölçüsünü azaltmaq üçün dəyişdirilmişdir və insan qan dövranı sistemində təkrar emal edilə bilər (Levovist, Schering). Bu dərman həm spektral, həm də rəngli Doppler siqnalını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır, bu da şiş qan axınının qiymətləndirilməsi üçün vacib ola bilər.

Ultranazik sensorlardan istifadə etməklə intrakavitar exoqrafiya içi boş orqan və strukturların öyrənilməsi üçün yeni imkanlar açır. Bununla belə, hazırda bu texnikanın geniş tətbiqi ixtisaslaşdırılmış sensorların yüksək qiyməti ilə məhdudlaşır, üstəlik, tədqiqat üçün məhdud sayda (1÷40) istifadə edilə bilər.

Əldə edilmiş məlumatların obyektivləşdirilməsi məqsədi ilə kompüter görüntülərinin işlənməsi gələcəkdə parenximal orqanlarda kiçik struktur dəyişikliklərinin diaqnozunun dəqiqliyini artıra bilən perspektivli bir istiqamətdir. Təəssüf ki, indiyə qədər əldə edilən nəticələrin əhəmiyyətli klinik əhəmiyyəti yoxdur.

Buna baxmayaraq, dünən ultrasəs diaqnostikasında uzaq gələcək kimi görünən şey bu gün adi gündəlik təcrübəyə çevrilib və yəqin ki, yaxın gələcəkdə biz yeni ultrasəs diaqnostik üsullarının klinik praktikaya daxil edilməsinin şahidi olacağıq.

ƏDƏBİYYAT

Amerika Tibbdə Ultrasəs İnstitutu. AIUM Bioeffektlər Komitəsi. - J. Ultrasəs Med. - 1983; 2: R14.
AIUM Bioloji Təsirlərin Tədqiqat Hesabatlarının Qiymətləndirilməsi. Bethesda, MD, Amerika Tibbdə Ultrasəs İnstitutu, 1984.
Amerika Tibbdə Ultrasəs İnstitutu. AIUM Təhlükəsizlik Bəyanatları. - J. Ultrasəs Med.- 1983; 2: R69.
Amerika Tibbdə Ultrasəs İnstitutu. Klinik Təhlükəsizliyə dair Bəyanat. - J. Ultrasəs Med. - 1984; 3: R10.
Banjavic RA. Diaqnostik ultrasəs avadanlığı üçün keyfiyyət təminatının dizaynı və saxlanması. - Semin. Ultrasəs - 1983; 4:10-26.
Bioeffektlər Komitəsi. Diaqnostik Ultrasəs üçün Təhlükəsizlik Mülahizələri. Laurel, MD, Amerika Tibbdə Ultrasəs İnstitutu, 1991.
Bioeffektlər Konfransının Alt Komitəsi. Diaqnostik Ultrasəsin Bioeffektləri və Təhlükəsizliyi. Laurel, MD, Amerika Tibbdə Ultrasəs İnstitutu, 1993.
Eden A. Kristian Doppler üçün axtarış. Nyu York, Springer-Verlag, 1992.
Evans DH, McDicken WN, Skidmore R, et al. Doppler Ultrasəs: Fizika, Alətlər və Klinik Tətbiqlər. New York, Wiley & Sons, 1989.
Gil RW. Ultrasəs ilə qan axınının ölçülməsi: dəqiqlik və səhvlərin mənbələri. - Ultrasəs Med. Biol. - 1985; 11:625-641.
Guyton AC. Tibbi fiziologiya dərsliyi. 7-ci nəşr. Philadelphia, WB Saunders, 1986, 206-229.
Hunter TV, Haber K. Adi statik B rejimli skan ilə real vaxt rejimində skanlamanın müqayisəsi. - J. Ultrasəs Med. - 1983; 2:363-368.
Kisslo J, Adams DB, Belkin RN. Doppler rəngli axın görüntüləmə. Nyu York, Çörçill Livinqston, 1988.
Kremkau F.W. Bioloji təsirlər və mümkün təhlükələr. In: Campbell S, ed. Mamalıq və Ginekologiyada Ultrasəs. London, WB Saunders, 1983, 395-405.
Kremkau F.W. Kırılma səbəbiylə Doppler bucağı xətası. - Ultrasəs Med. Biol. - 1990; 16:523-524. - 1991; 17:97.
Kremkau F.W. Doppler sürüşmə tezliyi məlumatları. - J. Ultrasəs Med. - 1987; 6:167.
Kremkau F.W. Ultrasəsin təhlükəsizliyi və uzunmüddətli təsirləri: Xəstələrinizə nə deməli. In: Platt LD, ed. perinatal ultrasəs; Clin. obstet. Ginekol.- 1984; 27:269-275.
Kremkau F.W. Texniki mövzular (Reflections bölməsində iki ayda bir görünən sütun). - J. Ultrasəs Med. - 1983; 2.
Laing F.C. Klinik ultrasəsdə tez-tez rast gəlinən artefaktlar. - Semin. Ultrasəs-1983; 4:27-43.
Merrit CRB, red. Doppler rəngli görüntüləmə. Nyu York, Çörçill Livinqston, 1992.
MilnorWR. hemodinamika. 2-ci nəşr. Baltimor, Williams & Wilkins, 1989.
Nachtigall PE, Moore PWB. Heyvan Sonar. Nyu York, Plenum Press, 1988.
Nichols WW, O "Rourke MF. McDonald's Arterials Blood Flow. Filadelfiya, Lea və Febiger, 1990.
Powis RL, Schwartz RA. Klinisyen üçün praktiki Doppler ultrasəs. Baltimor, Williams & Wilkins, 1991.
Diaqnostik Ultrasəs üçün Təhlükəsizlik Mülahizələri. Bethesda, MD, Amerika Tibbdə Ultrasəs İnstitutu, 1984.
Smith HJ, Zagzebski J. Əsas Doppler Fizikası. Madison, Wl, Medical Physics Publishing, 1991.
Zweibel WJ. Diaqnostik ultrasəsdə əsas terminlərin nəzərdən keçirilməsi. - Semin. Ultrasəs - 1983; 4:60-62.
Zwiebel WJ. Fizika. - Semin. Ultrasəs - 1983; 4:1-62.
P. Qolyamina, ç. red. Ultrasəs. Moskva, "Sovet Ensiklopediyası", 1979.

TEST SUALLARI

Ultrasəs tədqiqat metodunun əsası:
A. cihaz ekranında orqan və toxumaların vizuallaşdırılması
B. ultrasəsin insan bədən toxumaları ilə qarşılıqlı əlaqəsi
B. əks-sədaların qəbulu
G. ultrasəs şüalanması
D. alət ekranında təsvirin boz rəngdə təsviri
Ultrasəs tezliyi aşağıdakılardan aşağı olmayan səsdir:
a.15kHz
B. 20000 Hz
B. 1 MHz D. 30 Hz D. 20 Hz
Ultrasəsin yayılma sürəti artır, əgər:
A. mühitin sıxlığı artır
B. mühitin sıxlığı azalır
B. elastiklik artır
D. sıxlığın, elastikliyin artması
D. sıxlığı azalır, elastiklik artır
Yumşaq toxumalarda ultrasəsin orta yayılma sürəti:
A. 1450 m/s
B. 1620 m/s
B. 1540 m/s
D. 1300 m/s
D. 1420 m/s
Ultrasəsin yayılma sürəti aşağıdakılarla müəyyən edilir:
A. tezlik
B. Amplituda
B. Dalğa uzunluğu
G. dövrü
D. Çərşənbə
Artan tezliklə yumşaq toxumalarda dalğa uzunluğu:
A. azalan
B. dəyişməz olaraq qalır
B. artır
Ultrasəsin yayılma sürəti və tezliyi dəyərlərinə sahib olaraq hesablaya bilərik:
A. Amplituda
B. dövr
B. Dalğa uzunluğu
D. amplituda və dövr E. dövr və dalğa uzunluğu
Artan tezliklə yumşaq toxumalarda zəifləmə əmsalı:
A. azalan
B. dəyişməz olaraq qalır
B. artır
Aşağıdakı parametrlərdən hansı ultrasəsin keçdiyi mühitin xüsusiyyətlərini müəyyən edir:
a.müqavimət
B. intensivlik
B. Amplituda
G tezliyi
D. dövrü
Aşağıdakı parametrlərdən hansı digər mövcud olanlardan müəyyən edilə bilməz:
A. tezlik
B. dövr
B. Amplituda
G. Dalğa uzunluğu
D. yayılma sürəti
Ultrasəs, fərqləri olan medianın sərhədindən əks olunur:
A. Sıxlıq
B. Akustik empedans
B. ultrasəs sürəti
G. elastiklik
D. Ultrasonik sürət və elastiklik
Reflektora olan məsafəni hesablamaq üçün bilmək lazımdır:
A. zəifləmə, sürət, sıxlıq
B. zəifləmə, müqavimət
B. zəifləmə, udulma
D. siqnalın qayıtma müddəti, sürəti
D. sıxlıq, sürət
Ultrasəs fokuslana bilər:
a. əyilmiş element
B. əyri reflektor
B. Lens
G. fazalı antenna
D. yuxarıda göstərilənlərin hamısı
Eksenel ayırdetmə aşağıdakılarla müəyyən edilir:
A. diqqət
B. obyekt məsafəsi
B. sensor növü
D. Çərşənbə
Transvers qətnamə aşağıdakılarla müəyyən edilir:
A. diqqət
B. obyekt məsafəsi
B. sensor növü
G. impulsdakı rəqslərin sayı
D Çərşənbə

Ultrasəs diaqnostikasına dair təlimatın I cildindən fəsil,

ultrasəs diaqnostika şöbəsinin əməkdaşları tərəfindən yazılmışdır

Rusiya Tibb Akademiyasından sonrakı təhsil

İnsan eşitmə cihazının qavraya bildiyi 16 Hz - 20 kHz tezlikləri adətən səs və ya akustik adlanır, məsələn, ağcaqanadın cızıltısı “10 kHz. Ancaq hava, dənizlərin dərinlikləri və yerin bağırsaqları bu diapazondan kənarda yatan səslərlə - infra və ultrasəslə doludur. Təbiətdə ultrasəs bir çox təbii səs-küyün tərkib hissəsi kimi, küləyin, şəlalənin, yağışın, dəniz çınqıllarının, sörfün, şimşək tullantılarının səs-küyündə tapılır. Bir çox məməlilər, məsələn, pişiklər və itlər, 100 kHz-ə qədər ultrasəs qəbul etmək qabiliyyətinə malikdir və yarasaların, gecə həşəratlarının və dəniz heyvanlarının yerləşmə qabiliyyətləri hamıya yaxşı məlumdur. Belə səslərin mövcudluğu akustikanın inkişafı ilə yalnız 19-cu əsrin sonlarında aşkar edilmişdir. Eyni zamanda, ultrasəsin ilk tədqiqatları başladı, lakin onun tətbiqi üçün əsaslar yalnız 20-ci əsrin ilk üçdə birində qoyuldu.

Ultrasəs nədir

Ultrasəs dalğaları (eşitilməyən səs) öz təbiətinə görə eşidilən diapazonun dalğalarından fərqlənmir və eyni fiziki qanunlara tabe olur. Lakin ultrasəsin elm və texnologiyada geniş istifadəsini müəyyən edən spesifik xüsusiyyətlər var.

Əsas olanlar bunlardır:

Kiçik dalğa uzunluğu. Ən aşağı ultrasəs diapazonu üçün dalğa uzunluğu əksər mediada bir neçə santimetrdən çox deyil. Qısa dalğa uzunluğu ultrasəs dalğalarının yayılmasının şüa xarakterini müəyyən edir. Emitentin yaxınlığında ultrasəs emitentin ölçüsünə yaxın olan şüalar şəklində yayılır. Mühitdəki qeyri-bərabərliyə dəyən ultrasəs şüası özünü işıq şüası kimi aparır, əks olunması, sınması, səpilməsi ilə qarşılaşır, bu da sırf optik effektlərdən (fokuslama, difraksiya və s.)
İmpulslar şəklində ultrasəs yaymağa və mühitdə yayılan siqnalların dəqiq müvəqqəti seçimini həyata keçirməyə imkan verən kiçik bir salınım dövrü.
Kiçik bir amplituda salınımların intensivliyinin yüksək dəyərlərini əldə etmək imkanı, çünki salınımların enerjisi tezliyin kvadratına mütənasibdir. Bu, böyük avadanlıq tələb etmədən yüksək enerji səviyyəsinə malik ultrasəs şüaları və sahələri yaratmağa imkan verir.
Ultrasəs sahəsində əhəmiyyətli akustik cərəyanlar inkişaf edir, buna görə də ultrasəsin mühitə təsiri xüsusi fiziki, kimyəvi, bioloji və tibbi təsirlər yaradır, məsələn, kavitasiya, kapilyar effekt, dispersiya, emulsifikasiya, deqazasiya, dezinfeksiya, yerli isitmə və bir çox başqaları.

Ultrasəsin tarixi

Akustikaya diqqət aparıcı güclərin - İngiltərə və Fransanın donanmalarının ehtiyaclarından irəli gəlirdi, çünki. akustik - suda uzaqlara gedə bilən yeganə siqnal növü. 1826-cı ildə fransız alimi Kolladon suda səsin sürətini təyin etdi. Colladon təcrübəsi müasir hidroakustikanın doğulması hesab olunur. Cenevrə gölündəki sualtı zəngə zərbə barıtın eyni vaxtda alovlanması ilə baş verib. Barıtdan çıxan parıltı Colladon tərəfindən 10 mil məsafədə müşahidə edildi. Zəngin səsini də sualtı eşitmə borusundan eşitdi. Kolladon bu iki hadisə arasındakı vaxt intervalını ölçərək səsin sürətini hesablayıb - 1435 m/s. Müasir hesablamalarla fərq cəmi 3 m/s-dir.

1838-ci ildə ABŞ-da dəniz dibinin profilini təyin etmək üçün ilk dəfə səsdən istifadə edilmişdir. Kolladon təcrübəsində olduğu kimi səsin mənbəyi suyun altında səslənən zəng, qəbuledici isə gəminin üzərinə düşən böyük eşitmə boruları idi. Təcrübənin nəticələri məyus oldu - zəng səsi, həmçinin suda toz patronlarının partlaması dənizin digər səsləri arasında demək olar ki, eşidilməyən çox zəif əks-səda verdi. Daha yüksək tezliklər bölgəsinə getmək lazım idi ki, bu da yönəldilmiş səs şüaları yaratmağa imkan verəcəkdir.

İlk ultrasəs generatoru 1883-cü ildə ingilis Galton tərəfindən hazırlanmışdır. Ultrasəs bıçağın kənarında hava axını vurduqda yüksək səs kimi yarandı. Galtonun fitində belə bir nöqtənin rolunu iti kənarları olan silindr oynadı. Təzyiq altında silindrin kənarı ilə eyni diametrli həlqəvi bir burun vasitəsilə çıxan hava (və ya digər qaz) ona daxil oldu və yüksək tezlikli salınımlar meydana gəldi. Hidrogenlə fit çalaraq, 170 kHz-ə qədər salınımlar əldə etmək mümkün idi.

1880-ci ildə Pierre və Jacques Curie ultrasəs texnologiyası üçün həlledici kəşf etdilər. Küri qardaşları qeyd etdilər ki, kvars kristallarına təzyiq tətbiq edildikdə, kristala tətbiq olunan qüvvə ilə düz mütənasib olan elektrik yükü yaranır. Bu fenomen yunan sözündən "basmaq" mənasını verən "pyezoelektrik" adlanır. Bundan əlavə, onlar tərs piezoelektrik effekt nümayiş etdirdilər ki, bu da kristala sürətlə dəyişən elektrik potensialı tətbiq edildikdə, onun titrəməsinə səbəb olur. Bundan sonra kiçik ölçülü ultrasəs emitentləri və qəbulediciləri istehsal etmək texniki cəhətdən mümkün oldu.

Titanikin aysberqlə toqquşması nəticəsində ölməsi, yeni silahla mübarizə aparmaq zərurəti - sualtı qayıqlar ultrasəs hidroakustikasının sürətli inkişafını tələb edirdi. 1914-cü ildə fransız fiziki Pol Lanqevin İsveçrədə yaşayan rus alimi Konstantin Şilovski ilə birlikdə ilk dəfə ultrasəs emitentindən və hidrofondan ibarət sonar - piezoelektrik effektə əsaslanan ultrasəs titrəyişlərinin qəbuledicisi hazırladı. Lanqevin-Şilovski sonarı praktikada istifadə edilən ilk ultrasəs cihazı idi. Həmçinin əsrin əvvəllərində rus alimi S.Ya.Sokolov sənayedə ultrasəs qüsurlarının aşkarlanmasının əsaslarını işləyib hazırlamışdır. 1937-ci ildə alman psixiatrı Karl Dussik qardaşı fizik Fridrixlə birlikdə beyin şişlərini aşkar etmək üçün ilk dəfə ultrasəsdən istifadə etmiş, lakin onların əldə etdiyi nəticələr etibarsız olmuşdur. Tibbi diaqnostikada ultrasəs yalnız 1950-ci illərdə ABŞ-da istifadə olunmağa başladı.

Ultrasəsin tətbiqi

Ultrasəsin müxtəlif tətbiqləri üç sahəyə bölünə bilər:

ultrasəs vasitəsilə məlumat almaq
maddəyə təsiri
siqnalın işlənməsi və ötürülməsi

Akustik dalğaların yayılma və zəifləmə sürətinin maddənin xüsusiyyətlərindən və onlarda baş verən proseslərdən asılılığı aşağıdakılar üçün istifadə olunur:

kimyəvi reaksiyaların gedişinə nəzarət, faza keçidləri, polimerləşmə və s.
materialların möhkəmlik xüsusiyyətlərinin və tərkibinin müəyyən edilməsi,
çirklərin mövcudluğunun müəyyən edilməsi,
mayenin və qazın axın sürətinin müəyyən edilməsi

Ultrasəsin köməyi ilə siz yumaq, gəmiriciləri dəf etmək, tibbdə istifadə etmək, müxtəlif materialları qüsurlara görə yoxlamaq və daha çox şey edə bilərsiniz.

Ultrasəs

Ultrasəs- insan üçün eşitmə həddini aşan tezliyə malik elastik salınımlar. Adətən, ultrasəs diapazonu 18.000 herts-dən yuxarı tezliklər hesab olunur.

Ultrasəsin mövcudluğu uzun müddətdir məlum olsa da, onun praktiki istifadəsi kifayət qədər gəncdir. Hazırda ultrasəs müxtəlif fiziki və texnoloji üsullarda geniş istifadə olunur. Beləliklə, mühitdə səsin yayılma sürətinə görə onun fiziki xüsusiyyətləri qiymətləndirilir. Ultrasəs tezliklərində sürət ölçmələri çox kiçik səhvlərlə, məsələn, sürətli proseslərin adiabatik xüsusiyyətlərini, qazların xüsusi istilik tutumunun dəyərlərini və bərk cisimlərin elastik sabitlərini təyin etməyə imkan verir.

Ultrasəs mənbələri

Sənayedə və biologiyada istifadə edilən ultrasəs titrəyişlərinin tezliyi bir neçə MHz sıra aralığındadır. Bu cür vibrasiyalar adətən barium titanit piezokeramik çeviricilərdən istifadə etməklə yaradılır. Ultrasəs titrəyişlərinin gücünün əsas əhəmiyyət kəsb etdiyi hallarda, ümumiyyətlə ultrasəsin mexaniki mənbələrindən istifadə olunur. Əvvəlcə bütün ultrasəs dalğaları mexaniki olaraq qəbul edildi (tüninq çəngəlləri, fitlər, sirenlər).

Təbiətdə ABŞ həm bir çox təbii səslərin tərkib hissəsi kimi (küləyin, şəlalənin, yağışın səs-küyündə, dənizdə yuvarlanan çınqılların səs-küyündə, ildırım atqılarını müşayiət edən səslərdə və s.), həm də səslər arasında rast gəlinir. heyvanlar aləmindən. Bəzi heyvanlar kosmosda maneələri, oriyentasiyanı aşkar etmək üçün ultrasəs dalğalarından istifadə edirlər.

Ultrasəs emitentlərini iki böyük qrupa bölmək olar. Birinciyə emitent-generatorlar daxildir; onlarda salınımlar sabit bir axının yolunda maneələrin olması səbəbindən həyəcanlanır - qaz və ya maye axını. İkinci qrup emitentlər - elektroakustik çeviricilər; onlar elektrik gərginliyinin və ya cərəyanın artıq verilmiş dalğalanmalarını ətraf mühitə akustik dalğalar yayan bərk cismin mexaniki vibrasiyasına çevirir.

Galton fit

İlk ultrasəs fiti 1883-cü ildə ingilis Galton tərəfindən hazırlanmışdır. Ultrasəs burada bıçağın kənarında hava axını vurduqda yüksək səs kimi yaranır. Galton fitində belə bir ucun rolunu kiçik silindrik rezonans boşluğunda bir "dodaq" oynayır. İçi boş silindrdən keçən yüksək təzyiqli qaz bu "dodağa" dəyir; salınımlar baş verir, onların tezliyi (təxminən 170 kHz-dir) burun və dodaqların ölçüsü ilə müəyyən edilir. Galton fitinin gücü azdır. Əsasən it və pişikləri öyrədərkən əmr vermək üçün istifadə olunur.

Maye ultrasəs fiti

Əksər ultrasəs fitləri maye mühitdə işləmək üçün uyğunlaşdırıla bilər. Ultrasəsin elektrik mənbələri ilə müqayisədə maye ultrasəs fitləri aşağı gücə malikdir, lakin bəzən, məsələn, ultrasəs homogenləşdirmə üçün əhəmiyyətli bir üstünlüyə malikdir. Ultrasəs dalğaları birbaşa maye mühitdə yarandığından, bir mühitdən digərinə keçid zamanı ultrasəs dalğalarının enerji itkisi olmur. Bəlkə də ən uğurlusu 1950-ci illərin əvvəllərində ingilis alimləri Kottel və Qudman tərəfindən hazırlanmış maye ultrasəs fitinin dizaynıdır. İçində yüksək təzyiqli bir maye axını elliptik burundan çıxır və bir polad plitə üzərinə yönəldilir. Homojen mühit əldə etmək üçün bu dizaynın müxtəlif modifikasiyaları kifayət qədər geniş yayılmışdır. Dizaynlarının sadəliyi və sabitliyi səbəbindən (yalnız salınan lövhə məhv edilir) belə sistemlər davamlı və ucuzdur.

Siren

Ultrasəsin başqa bir mexaniki mənbəyi sirendir. Nisbətən yüksək gücə malikdir və polis və yanğınsöndürən maşınlarda istifadə olunur. Bütün fırlanan sirenlər yuxarıdan bir disk (stator) ilə bağlanan bir kameradan ibarətdir, burada çoxlu sayda deşiklər hazırlanır. Kameranın içərisində fırlanan diskdə eyni sayda deşik var - rotor. Rotor fırlandıqda, içindəki deliklərin mövqeyi vaxtaşırı statordakı deliklərin mövqeyi ilə üst-üstə düşür. Sıxılmış hava kameraya davamlı olaraq verilir və bu, rotor və statordakı deliklərin üst-üstə düşdüyü qısa anlarda ondan qaçır.

Sirenlərin istehsalında əsas vəzifə, birincisi, rotorda mümkün qədər çox deşik açmaq, ikincisi, yüksək fırlanma sürətinə nail olmaqdır. Lakin praktikada bu tələblərin hər ikisini yerinə yetirmək çox çətindir.

Təbiətdə ultrasəs

Ultrasəsin tətbiqi

Tibbdə ultrasəsin diaqnostik istifadəsi (ultrasəs)

Ultrasəsin insanın yumşaq toxumalarında yaxşı yayılmasına, rentgen şüaları ilə müqayisədə nisbi zərərsizliyinə və maqnit-rezonans tomoqrafiya ilə müqayisədə istifadənin asanlığına görə ultrasəsdən insanın daxili orqanlarının, xüsusən də qarın boşluğunun vəziyyətini vizuallaşdırmaq üçün geniş istifadə olunur. çanaq boşluğu.

Ultrasəsin tibbdə terapevtik tətbiqləri

Diaqnostik məqsədlər üçün geniş istifadə olunmaqla yanaşı (bax: Ultrasəs müayinəsi), ultrasəs tibbdə terapevtik vasitə kimi istifadə olunur.

Ultrasəs aşağıdakı təsirlərə malikdir:

antiinflamatuar, emici
analjezik, antispazmodik
dərinin keçiriciliyinin kavitasiya gücləndirilməsi

Fonoforez, toxumaların ultrasəs və onunla birlikdə daxil olan dərman maddələrinin (həm dərmanlar, həm də təbii mənşəli) təsir etdiyi birləşmiş üsuldur. Ultrasəsin təsiri altında maddələrin keçirilməsi epidermisin və dəri vəzilərinin, hüceyrə membranlarının və damar divarlarının kiçik molekulyar çəkili maddələrə, xüsusən bişofit mineral ionlarına keçiriciliyinin artması ilə əlaqədardır. Dərmanların və təbii maddələrin ultrafonoforezinin rahatlığı:

dərman maddəsi ultrasəs ilə məhv edilmir
ultrasəs və terapevtik maddənin təsirinin sinergizmi

Bischofite ultrafonoforez üçün göstərişlər: osteoartrit, osteoxondroz, artrit, bursit, epikondilit, daban spur, dayaq-hərəkət aparatının zədələnməsindən sonrakı vəziyyətlər; Nevrit, nevropatiya, radikulit, nevralji, sinir zədəsi.

Bischofite-gel tətbiq olunur və emitterin işçi səthi təsirlənmiş ərazinin mikro masajı üçün istifadə olunur. Texnika qeyri-labildir, ultrafonoforez üçün ümumidir (oynaqların, onurğanın UVF ilə, servikal bölgədə intensivlik 0,2-0,4 Vt/sm2, döş və bel nahiyələrində - 0,4-0,6 Vt/sm2).

Ultrasəs ilə metal kəsmə

Adi metal kəsən dəzgahlarda metal hissədə, məsələn, beşbucaqlı ulduz şəklində mürəkkəb formalı dar bir çuxur qazmaq mümkün deyil. Ultrasəsin köməyi ilə bu mümkündür, maqnitostriktiv vibrator istənilən formalı delikləri qaza bilər. Ultrasəs çiseli freze maşınını tamamilə əvəz edir. Eyni zamanda, belə bir çisel bir freze dəzgahından daha sadədir və onunla metal hissələri emal etmək freze ilə müqayisədə daha ucuz və daha sürətlidir.

Ultrasəs hətta metal hissələrdə, şüşədə, yaqutda, almazda spiral kəsmə edə bilər. Tipik olaraq, ip əvvəlcə yumşaq metaldan hazırlanır, sonra isə hissə bərkidilir. Ultrasəs maşınında iplər artıq bərkimiş metaldan və ən sərt ərintilərdən hazırlana bilər. Möhürlərlə eyni. Tipik olaraq, möhür diqqətlə bitdikdən sonra temperlənir. Ultrasəs maşınında ən mürəkkəb emal ultrasəs dalğası sahəsində aşındırıcı (zümrüd, korund tozu) tərəfindən həyata keçirilir. Ultrasəs sahəsində davamlı olaraq salınan bərk toz hissəcikləri emal olunan ərintinin içinə kəsilir və kəski ilə eyni formada bir çuxur kəsir.

Ultrasəsdən istifadə edərək qarışıqların hazırlanması

Ultrasəs homojen qarışıqların hazırlanmasında (homogenləşdirmə) geniş istifadə olunur. Hələ 1927-ci ildə amerikalı alimlər Limus və Vud kəşf etmişdilər ki, bir stəkana bir-birinə qarışmayan iki maye (məsələn, yağ və su) tökülürsə və ultrasəs şüalanmasına məruz qalırsa, o zaman stəkanda emulsiya, yəni incə süspansiyon əmələ gəlir. suda yağ. Belə emulsiyalar sənayedə mühüm rol oynayır: bunlar laklar, boyalar, əczaçılıq məhsulları və kosmetikadır.

Ultrasəsin biologiyada istifadəsi

Ultrasəsin hüceyrə membranlarını qırmaq qabiliyyəti bioloji tədqiqatlarda tətbiq tapdı, məsələn, zəruri hallarda hüceyrəni fermentlərdən ayırmaq. Ultrasəs, həmçinin mitoxondriya və xloroplastlar kimi hüceyrədaxili strukturları məhv etmək üçün onların strukturu və funksiyası arasındakı əlaqəni öyrənmək üçün istifadə olunur. Biologiyada ultrasəsin başqa bir tətbiqi onun mutasiyaları induksiya etmək qabiliyyəti ilə bağlıdır. Oksfordda aparılan tədqiqatlar göstərdi ki, hətta aşağı intensivlikli ultrasəs də DNT molekulunu zədələyə bilər. Bitki seleksiyasında mutasiyaların süni məqsədyönlü yaradılması mühüm rol oynayır. Ultrasəsin digər mutagenlərdən (rentgen şüaları, ultrabənövşəyi şüalar) əsas üstünlüyü onunla işləməyin son dərəcə asan olmasıdır.

Təmizləmə üçün ultrasəsin istifadəsi

Mexanik təmizləmə üçün ultrasəsin istifadəsi onun təsiri altında olan bir mayedə müxtəlif qeyri-xətti təsirlərin meydana gəlməsinə əsaslanır. Bunlara kavitasiya, akustik cərəyanlar, səs təzyiqi daxildir. Əsas rolu kavitasiya oynayır. Çirklənmənin yaxınlığında yaranan və dağılan qabarcıqları onları məhv edir. Bu təsir kimi tanınır kavitasiya eroziyası. Bu məqsədlər üçün istifadə edilən ultrasəs aşağı tezliklərə və artan gücə malikdir.

Laboratoriya və istehsal şəraitində kiçik hissələrin və qabların yuyulması üçün həlledici (su, spirt və s.) ilə doldurulmuş ultrasəs vannaları istifadə olunur. Bəzən onların köməyi ilə hətta kök bitkiləri (kartof, yerkökü, çuğundur və s.) yer hissəciklərindən yuyulur.

Axının ölçülməsində ultrasəsin tətbiqi

Keçən əsrin 60-cı illərindən sənayedə axını idarə etmək və su və soyuducu suyun hesabını aparmaq üçün ultrasəs axın sayğaclarından istifadə edilmişdir.

Qüsurların aşkarlanmasında ultrasəsin istifadəsi

Ultrasəs bəzi materiallarda yaxşı yayılır və bu, bu materiallardan hazırlanan məhsulların ultrasəs qüsurlarının aşkarlanması üçün istifadə etməyə imkan verir. Bu yaxınlarda ultrasəs mikroskopiyasının istiqaməti işlənib hazırlanmışdır ki, bu da materialın yeraltı təbəqəsini yaxşı həlli ilə öyrənməyə imkan verir.

ultrasəs qaynaq

Ultrasonik qaynaq - ultrasəs vibrasiyasının təsiri altında həyata keçirilən təzyiqli qaynaq. Bu qaynaq növü çətin qızdırılan hissələri birləşdirmək üçün və ya fərqli metalları və ya metalları güclü oksid filmləri (alüminium, paslanmayan poladlar, permalloy maqnit nüvələri və s.) Birləşdirərkən istifadə olunur. Beləliklə, ultrasəs qaynaq inteqral sxemlərin istehsalında istifadə olunur.

Elektrokaplamada ultrasəsin istifadəsi

Ultrasəs galvanik prosesləri gücləndirmək və elektrokimyəvi üsulla istehsal olunan örtüklərin keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün istifadə olunur.

Ultrasəs- yüksək tezlikli elastik səs vibrasiyaları. İnsan qulağı mühitdə təxminən 16-20 kHz tezlikdə yayılan elastik dalğaları qəbul edir; daha yüksək tezlikli titrəmələr ultrasəs (eşitmədən kənarda) deməkdir. Adətən, ultrasəs diapazonu 20.000-dən milyard Hz-ə qədər tezlik diapazonu hesab olunur. Daha yüksək tezlikli səs vibrasiyasına hipersəs deyilir. Mayelərdə və bərk cisimlərdə səs vibrasiyaları 1000 GHz-ə çata bilər

Alimlər ultrasəsin mövcudluğu haqqında çoxdan məlumatlı olsalar da, onun elmdə, texnologiyada və sənayedə praktiki tətbiqi nisbətən yaxınlarda başlayıb. İndi ultrasəs fizikanın, texnologiyanın, kimyanın və təbabətin müxtəlif sahələrində geniş istifadə olunur.

Ultrasəs mənbələri

Sənayedə və biologiyada istifadə olunan mikrodalğalı ultrasəs dalğalarının tezliyi bir neçə MHz sıra aralığındadır. Belə şüaların fokuslanması adətən xüsusi sonik linzalar və güzgülərdən istifadə etməklə həyata keçirilir. Müvafiq transduserdən istifadə etməklə tələb olunan parametrlərə malik ultrasəs şüası əldə edilə bilər. Ən çox yayılmış keramika çeviriciləri barium titanitdən hazırlanır. Ultrasəs şüasının gücünün əsas əhəmiyyət kəsb etdiyi hallarda, adətən ultrasəsin mexaniki mənbələrindən istifadə olunur. Əvvəlcə bütün ultrasəs dalğaları mexaniki olaraq qəbul edildi (tüninq çəngəlləri, fitlər, sirenlər).

Təbiətdə ABŞ həm bir çox təbii səslərin tərkib hissəsi kimi (küləyin, şəlalənin, yağışın səs-küyündə, dənizdə yuvarlanan çınqılların səs-küyündə, ildırım atqılarını müşayiət edən səslərdə və s.) rast gəlinir. heyvanlar aləminin səsləri. Bəzi heyvanlar kosmosda maneələri, oriyentasiyanı aşkar etmək üçün ultrasəs dalğalarından istifadə edirlər.

Ultrasəs emitentlərini iki böyük qrupa bölmək olar. Birinciyə emitent-generatorlar daxildir; onlarda salınımlar sabit bir axının yolunda maneələrin olması səbəbindən həyəcanlanır - qaz və ya maye axını. İkinci qrup emitentlər - elektroakustik çeviricilər; onlar elektrik gərginliyinin və ya cərəyanın artıq müəyyən edilmiş rəqslərini bərk cismin mexaniki rəqsinə çevirirlər, bu da ətraf mühitə akustik dalğalar buraxır.Emitentlərə misal: Galton fiti, maye və ultrasəs fiti, siren.

Ultrasəsin yayılması.

Ultrasəsin yayılması səs dalğasında baş verən pozğunluqların məkanda və zamanda hərəkət prosesidir.

Səs dalğası qaz, maye və ya bərk vəziyyətdə olan bir maddədə bu maddənin hissəciklərinin yerdəyişməsi ilə eyni istiqamətdə yayılır, yəni mühitin deformasiyasına səbəb olur. Deformasiya ondan ibarətdir ki, mühitin müəyyən həcmlərinin ardıcıl seyrəkləşməsi və sıxılması var və iki bitişik sahə arasındakı məsafə ultrasəs dalğasının uzunluğuna uyğundur. Mühitin xüsusi akustik müqaviməti nə qədər çox olarsa, verilmiş salınım amplitudasında mühitin sıxılma və seyrəkləşmə dərəcəsi bir o qədər yüksək olar.

Dalğa enerjisinin ötürülməsində iştirak edən mühitin hissəcikləri öz tarazlıq vəziyyəti ətrafında salınır. Hissəciklərin orta tarazlıq vəziyyətinə görə salınma sürətinə salınan deyilir

sürət.

Difraksiya, müdaxilə

Ultrasəs dalğalarının yayılması zamanı difraksiya, müdaxilə və əksetmə hadisələri mümkündür.

Difraksiya (maneələrin ətrafında əyilən dalğalar) ultrasəs dalğasının uzunluğu yoldakı maneənin ölçüsü ilə müqayisə edilə bilən (və ya daha böyük) olduqda baş verir. Əgər maneə akustik dalğa uzunluğu ilə müqayisədə böyükdürsə, onda difraksiya fenomeni yoxdur.

Mühitin müəyyən bir nöqtəsində toxumada bir neçə ultrasəs dalğasının eyni vaxtda hərəkəti ilə bu dalğaların superpozisiyası baş verə bilər. Dalğaların bir-birinə bu superpozisiyası kollektiv şəkildə müdaxilə adlanır. Əgər ultrasəs dalğaları bioloji obyektdən keçmə prosesində kəsişirsə, o zaman bioloji mühitin müəyyən nöqtəsində salınımların artması və ya azalması müşahidə olunur. Müdaxilənin nəticəsi mühitin müəyyən nöqtəsində ultrasəs titrəyişlərinin fazalarının məkan əlaqəsindən asılı olacaq. Əgər ultrasəs dalğaları mühitin müəyyən bir sahəsinə eyni fazalarda (fazada) çatırsa, onda hissəciklərin yerdəyişmələri eyni işarələrə malikdir və belə şəraitdə müdaxilə ultrasəs titrəyişlərinin amplitudasını artırır. Əgər ultrasəs dalğaları antifazada müəyyən bir yerə çatarsa, onda hissəciklərin yerdəyişməsi müxtəlif əlamətlərlə müşayiət olunacaq ki, bu da ultrasəs titrəyişlərinin amplitüdünün azalmasına gətirib çıxarır.

Ultrasəs emitentinin ətrafındakı toxumalarda baş verən hadisələrin qiymətləndirilməsində müdaxilə mühüm rol oynayır. Ultrasəs dalğalarının maneədən əks olunduqdan sonra əks istiqamətlərdə yayılmasına müdaxilə xüsusi əhəmiyyət kəsb edir.

Ultrasəs dalğalarının udulması

Əgər ultrasəsin yayıldığı mühitin özlülük və istilik keçiriciliyi varsa və ya orada başqa daxili sürtünmə prosesləri varsa, dalğa yayıldıqda səs udulur, yəni mənbədən uzaqlaşdıqca ultrasəs titrəyişlərinin amplitudası. kiçilir, eləcə də daşıdıqları enerji. Ultrasəsin yayıldığı mühit ondan keçən enerji ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və onun bir hissəsini udur. Udulmuş enerjinin üstünlük təşkil edən hissəsi istiliyə çevrilir, daha kiçik hissəsi ötürücü maddədə geri dönməz struktur dəyişikliklərinə səbəb olur. Absorbsiya hissəciklərin bir-birinə sürtünməsinin nəticəsidir, müxtəlif mühitlərdə fərqlidir. Absorbsiya həmçinin ultrasəs titrəyişlərinin tezliyindən asılıdır. Teorik olaraq, udulma tezliyin kvadratına mütənasibdir.

Absorbsiya dəyəri şüalanmış mühitdə ultrasəsin intensivliyinin necə dəyişdiyini göstərən absorbsiya əmsalı ilə xarakterizə edilə bilər. Tezliklə artır. Mühitdə ultrasəs vibrasiyalarının intensivliyi eksponent olaraq azalır. Bu proses daxili sürtünmə, udma mühitinin istilik keçiriciliyi və onun quruluşu ilə əlaqədardır. O, şərti olaraq yarımuducu təbəqənin ölçüsü ilə xarakterizə olunur ki, bu da hansı dərinlikdə salınımların intensivliyinin yarıya qədər azaldığını göstərir (daha doğrusu 2,718 dəfə və ya 63%). Palmanın fikrincə, 0,8 MHz tezliyində bəzi toxumalar üçün yarı uducu təbəqənin orta dəyərləri aşağıdakı kimidir: yağ toxuması - 6,8 sm; əzələ - 3,6 sm; piy və əzələ toxumaları birlikdə - 4,9 sm.Ultrasəs tezliyinin artması ilə yarı udma təbəqəsinin dəyəri azalır. Beləliklə, 2,4 MHz tezliyində yağ və əzələ toxumasından keçən ultrasəsin intensivliyi 1,5 sm dərinlikdə iki dəfə azalır.

Bundan əlavə, müəyyən tezlik diapazonlarında ultrasəs titrəyişlərinin enerjisinin anormal udulması mümkündür - bu, müəyyən bir toxumanın molekulyar quruluşunun xüsusiyyətlərindən asılıdır. Məlumdur ki, ultrasəs enerjisinin 2/3 hissəsi molekulyar səviyyədə, 1/3 hissəsi isə mikroskopik toxuma strukturları səviyyəsində zəifləyir.

Ultrasəs dalğalarının nüfuz dərinliyi

Ultrasəsin nüfuz dərinliyi altında intensivliyin yarıya qədər azaldığı dərinliyi başa düş. Bu dəyər udma ilə tərs mütənasibdir: mühit ultrasəsi nə qədər güclü qəbul edərsə, ultrasəsin intensivliyinin yarıya qədər zəiflədiyi məsafə bir o qədər kiçik olar.

Ultrasəs dalğalarının səpilməsi

Mühitdə qeyri-homogenliklər varsa, o zaman ultrasəsin yayılmasının sadə sxemini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilən səs səpilməsi baş verir və nəticədə dalğanın ilkin yayılma istiqamətində zəifləməsinə səbəb olur.

Ultrasəs dalğalarının sınması

İnsanın yumşaq toxumalarının akustik müqaviməti suyun müqavimətindən çox da fərqlənmədiyinə görə, ultrasəs dalğalarının sınmasının mühitlər (epidermis - dermis - fasya - əzələ) arasındakı interfeysdə müşahidə ediləcəyini güman etmək olar.

Ultrasəs dalğalarının əks olunması

Ultrasəs diaqnostikası yansıma fenomeninə əsaslanır. Yansıma dərinin və yağın, piy və əzələlərin, əzələlərin və sümüklərin sərhəd nahiyələrində baş verir. Əgər ultrasəs yayılma zamanı bir maneə ilə qarşılaşırsa, əks olunma baş verir, əgər maneə kiçikdirsə, ultrasəs sanki onun ətrafında axır. Bədənin heterojenliyi əhəmiyyətli sapmalara səbəb olmur, çünki dalğa uzunluğu (2 mm) ilə müqayisədə onların ölçüləri (0,1-0,2 mm) laqeyd qala bilər. Yolda ultrasəs dalğa uzunluğundan daha böyük orqanlarla qarşılaşırsa, ultrasəsin sınması və əks olunması baş verir. Ən güclü yansıma sümüyün sərhədlərində - ətrafdakı toxuma və toxumalarda - havada müşahidə olunur. Hava aşağı sıxlığa malikdir və ultrasəsin demək olar ki, tam əks olunması müşahidə olunur. Ultrasəs dalğalarının əks olunması əzələ - periosteum - sümük sərhədində, içi boş orqanların səthində müşahidə olunur.

Səyahət edən və dayanan ultrasəs dalğaları

Ultrasəs dalğalarının mühitdə yayılması zamanı əks olunmursa, səyahət dalğaları əmələ gəlir. Enerji itkiləri nəticəsində mühitin zərrəciklərinin salınım hərəkətləri tədricən pozulur və hissəciklər şüalanma səthindən nə qədər uzaqda yerləşərsə, onların rəqslərinin amplitudası da bir o qədər kiçik olur. Əgər ultrasəs dalğalarının yayılma yolunda müxtəlif spesifik akustik müqavimətə malik toxumalar varsa, o zaman ultrasəs dalğaları müəyyən dərəcədə sərhəd hissəsindən əks olunur. İnsident və əks olunan ultrasəs dalğalarının superpozisiyası daimi dalğalara səbəb ola bilər. Daimi dalğaların meydana gəlməsi üçün emitent səthindən əks etdirən səthə qədər olan məsafə dalğa uzunluğunun yarısının qatı olmalıdır.

Ultrasəs

Ultrasəs- insan üçün eşitmə həddini aşan tezliyə malik elastik salınımlar. Adətən, ultrasəs diapazonu 18.000 herts-dən yuxarı tezliklər hesab olunur.

Ultrasəs mənbələri

Galton fit

Maye ultrasəs fiti

Siren

Təbiətdə ultrasəs

Ultrasəsin tətbiqi

Tibbdə ultrasəsin diaqnostik istifadəsi (ultrasəs)

Ultrasəsin tibbdə terapevtik tətbiqləri

Diaqnostik məqsədlər üçün geniş istifadə olunmaqla yanaşı (bax: Ultrasəs müayinəsi), ultrasəs tibbdə terapevtik vasitə kimi istifadə olunur.

Ultrasəs aşağıdakı təsirlərə malikdir:

antiinflamatuar, emici
analjezik, antispazmodik
dərinin keçiriciliyinin kavitasiya gücləndirilməsi

dərman maddəsi ultrasəs ilə məhv edilmir
ultrasəs və terapevtik maddənin təsirinin sinergizmi

Bişofitin ultrafonoforezi üçün göstərişlər: osteoartrit, osteoxondroz, artrit, bursit, epikondilit, daban çubuqları, dayaq-hərəkət aparatının zədələnmələrindən sonrakı vəziyyətlər; Nevrit, nevropatiya, radikulit, nevralji, sinir zədəsi.

Ultrasəs ilə metal kəsmə

Ultrasəsdən istifadə edərək qarışıqların hazırlanması

Ultrasəsin biologiyada istifadəsi

Təmizləmə üçün ultrasəsin istifadəsi

Axının ölçülməsində ultrasəsin tətbiqi

Keçən əsrin 60-cı illərindən sənayedə axını idarə etmək və su və soyuducu suyun hesabını aparmaq üçün ultrasəs axın sayğaclarından istifadə edilmişdir.

Qüsurların aşkarlanmasında ultrasəsin istifadəsi

ultrasəs qaynaq

Ultrasonik qaynaq - ultrasəs vibrasiyasının təsiri altında həyata keçirilən təzyiqli qaynaq. Bu qaynaq növü çətin qızdırılan hissələri birləşdirmək üçün və ya fərqli metalları və ya metalları güclü oksid plyonkaları (alüminium, paslanmayan poladlar, permalloy maqnit nüvələri və s.) Birləşdirərkən istifadə olunur. Bu inteqral sxemlərin istehsalında istifadə olunur.

Əməyin mühafizəsi rus ensiklopediyası

Tezlikləri olan elastik dalğalar təqribən. (1,5 2) 104 Hz (15 20 kHz) - 109 Hz (1 GHz); tezlik diapazonu U. 109-dan 1012-yə qədər 1013 Hz adlanır. hipersəs. Tezlik diapazonu U. rahat şəkildə üç diapazona bölünür: U. aşağı tezliklər (1,5 104 105 Hz), U. ... ... Fiziki ensiklopediya

ULTRASƏS, insan qulağı tərəfindən eşidilməyən, tezlikləri 20 kHz-dən çox olan elastik dalğalar. Ultrasəs küləyin və dənizin səs-küyündə olur, bir sıra heyvanlar (yarasalar, delfinlər, balıqlar, həşəratlar və s.) tərəfindən yayılır və qəbul edilir, səs-küydə mövcuddur ... ... Müasir ensiklopediya

İnsan qulağı tərəfindən eşidilməyən və tezlikləri 20 kHz-dən çox olan elastik dalğalar. Ultrasəs küləyin və dənizin səs-küyündə olur, bir sıra heyvanlar (yarasalar, balıqlar, həşəratlar və s.) tərəfindən buraxılır və qəbul edilir, avtomobillərin səs-küyündə mövcuddur. İstifadə olunur…… Böyük ensiklopedik lüğət

20 kHz-dən 1 GHz-ə qədər salınım tezliyi olan elastik dalğalar. Ultrasəsin tətbiqinin ən mühüm sahələri sonar, sonar, naviqasiya, təyinatlı silahlar, dərin dəniz tədqiqatları və s. Edvartdır. İzahlı Dəniz Lüğəti, 2010 ... Dəniz Lüğəti

Ultrasəs- insan eşitmə diapazonundan yuxarı tezliklərə malik elastik vibrasiya və dalğalar ...

21-ci əsr radioelektronika, atom, kosmik tədqiqatlar və ultrasəs əsridir. Ultrasəs elmi bu gün nisbətən gəncdir. 19-cu əsrin sonlarında rus fizioloqu P. N. Lebedev ilk tədqiqatlarını apardı. Bundan sonra bir çox görkəmli elm adamları ultrasəs aparmağa başladılar.

Ultrasəs nədir?

Ultrasəs mühitin hissəciklərinin yaratdığı yayılan dalğalı salınım hərəkətidir. Onun özünəməxsus xüsusiyyətləri var ki, o, səs diapazonunun səslərindən fərqlənir. Ultrasəs diapazonunda yönəldilmiş radiasiya əldə etmək nisbətən asandır. Bundan əlavə, o, yaxşı fokuslanıb və bunun nəticəsində salınımların intensivliyi artır. Bərk cisimlərdə, mayelərdə və qazlarda yayılarkən ultrasəs texnologiya və elmin bir çox sahələrində praktik tətbiqini tapmış maraqlı hadisələrə səbəb olur. Ultrasəs budur ki, bu gün həyatın müxtəlif sahələrində rolu çox böyükdür.

Elm və praktikada ultrasəsin rolu

Son illərdə ultrasəs elmi tədqiqatlarda getdikcə daha mühüm rol oynamağa başladı. Akustik axınlar və ultrasəs kavitasiyası sahəsində eksperimental və nəzəri tədqiqatlar uğurla həyata keçirildi ki, bu da alimlərə maye fazada ultrasəsə məruz qaldıqda baş verən texnoloji prosesləri inkişaf etdirməyə imkan verdi. Fizika kimi bilik sahəsində müxtəlif hadisələri öyrənmək üçün güclü bir üsuldur. Ultrasəs, məsələn, yarımkeçiricilər və bərk cisimlər fizikasında istifadə olunur. Bu gün kimyanın "ultrasəs kimyası" adlanan ayrıca bir sahəsi formalaşır. Onun tətbiqi bir çox kimyəvi-texnoloji prosesləri sürətləndirməyə imkan verir. Molekulyar akustika da doğuldu - akustikanın maddə ilə molekulyar qarşılıqlı əlaqəni öyrənən yeni bölməsi.Ultrasəsin tətbiqinin yeni sahələri meydana çıxdı: holoqrafiya, introskopiya, akustoelektronika, ultrasəs fazalarının ölçülməsi, kvant akustikası.

Bu sahədə eksperimental və nəzəri işlərlə yanaşı, bu gün xeyli praktiki işlər görülüb. Xüsusi və universal ultrasəs maşınları, artan statik təzyiq altında işləyən qurğular və s. hazırlanmışdır.İstehsalat xətlərinə daxil olan avtomatik ultrasəs qurğuları istehsalata daxil edilmişdir ki, bu da əmək məhsuldarlığını xeyli yüksəldə bilər.

Ultrasəs haqqında daha çox

Ultrasəsin nə olduğu haqqında daha çox danışaq. Artıq dedik ki, bunlar elastik dalğalardır və ultrasəs 15-20 kHz-dən yuxarıdır. Eşitməmizin subyektiv xüsusiyyətləri onu eşidilən səsin tezliyindən ayıran ultrasəs tezliklərinin aşağı həddini müəyyən edir. Buna görə də bu sərhəd şərtlidir və hər birimiz ultrasəsin nə olduğunu fərqli şəkildə müəyyənləşdiririk. Üst həddi elastik dalğalar, onların fiziki təbiəti ilə göstərilir. Onlar yalnız maddi mühitdə yayılırlar, yəni dalğa uzunluğu qazda mövcud olan molekulların orta sərbəst yolundan və ya bərk və mayelərdə atomlararası məsafələrdən əhəmiyyətli dərəcədə böyük olmalıdır. Qazlarda normal təzyiqdə ultrasəs tezliklərinin yuxarı həddi 10 9 Hz, bərk və mayelərdə isə 10 12 -10 13 Hz-dir.

Ultrasəs mənbələri

Ultrasəs təbiətdə həm bir çox təbii səslərin (şəlalə, külək, yağış, sörflə yuvarlanan çınqıllar, həm də tufan atqılarını müşayiət edən səslərdə və s.) tərkib hissəsi kimi, həm də heyvanlar aləminin ayrılmaz hissəsi kimi rast gəlinir. Bəzi heyvan növləri ondan kosmosda oriyentasiya, maneələrin aşkarlanması üçün istifadə edirlər. Delfinlərin təbiətdə ultrasəsdən istifadə etdiyi də məlumdur (əsasən 80-dən 100 kHz-ə qədər tezliklər). Bu halda, onların yaydığı yer siqnallarının gücü çox böyük ola bilər. Delfinlərin onlardan bir kilometr uzaqlıqda balıq sürülərini aşkar edə bildiyi məlumdur.

Ultrasəsin emitentləri (mənbələri) 2 böyük qrupa bölünür. Birincisi, sabit bir axın yolunda quraşdırılmış maneələrin olması səbəbindən salınımların həyəcanlandığı generatorlardır - maye və ya qaz axını. Ultrasəs mənbələrinin birləşdirilə biləcəyi ikinci qrup, verilmiş cərəyan və ya elektrik gərginlik dəyişmələrini ətraf mühitə akustik dalğalar yayan bərk cisim tərəfindən həyata keçirilən mexaniki vibrasiyaya çevirən elektroakustik çeviricilərdir.

Ultrasəs qəbulediciləri

Orta və ultrasəs qəbuledicilərində elektroakustik çeviricilər ən çox piezoelektrik tiplidir. Onlar səs təzyiqinin zamandan asılılığı kimi təqdim olunan qəbul edilmiş akustik siqnalın formasını təkrarlaya bilirlər. Cihazlar nəzərdə tutulduqları tətbiq şərtlərindən asılı olaraq genişzolaqlı və ya rezonanslı ola bilər. Zamanla orta səs sahəsinin xüsusiyyətlərini əldə etmək üçün istilik qəbulediciləri istifadə olunur. Onlar səs uducu maddə ilə örtülmüş termistorlar və ya termocütlərdir. Səs təzyiqi və intensivliyi ultrasəs vasitəsilə işığın difraksiyası kimi optik üsullarla da təxmin edilə bilər.

Ultrasəs harada istifadə olunur?

Ultrasəsin müxtəlif xüsusiyyətlərindən istifadə edərkən, onun tətbiqinin bir çox sahələri var. Bu əraziləri təxminən üç sahəyə bölmək olar. Bunlardan birincisi ultrasəs dalğaları vasitəsilə müxtəlif məlumatların alınması ilə bağlıdır. İkinci istiqamət onun maddəyə aktiv təsiridir. Üçüncüsü isə siqnalların ötürülməsi və emalı ilə bağlıdır. Hər bir halda ABŞ xüsusi istifadə olunur. Biz onun tətbiqini tapdığı çoxsaylı sahələrdən yalnız bir neçəsini əhatə edəcəyik.

Ultrasonik təmizləmə

Belə təmizliyin keyfiyyəti digər üsullarla müqayisə edilə bilməz. Hissələri yuyarkən, məsələn, çirkləndiricilərin 80% -ə qədəri onların səthində qalır, təxminən 55% - vibrasiya ilə təmizlənir, təxminən 20% - əl ilə təmizlənir və ultrasəs ilə təmizlənirsə, çirkləndiricilərin 0,5% -dən çoxu qalmır. Mürəkkəb formaya malik olan detallar yalnız ultrasəsin köməyi ilə yaxşı təmizlənə bilər. Onun istifadəsinin mühüm üstünlüyü yüksək məhsuldarlıq, eləcə də fiziki əməyin aşağı qiymətidir. Üstəlik, bahalı və tez alışan üzvi həllediciləri ucuz və təhlükəsiz sulu məhlullarla əvəz etmək, maye freondan istifadə etmək və s.

Ciddi problem havanın his, tüstü, toz, metal oksidləri və s. ilə çirklənməsidir. Siz ətraf mühitin rütubətindən və temperaturundan asılı olmayaraq qaz çıxışlarında hava və qazın ultrasəs üsulu ilə təmizlənməsindən istifadə edə bilərsiniz. Əgər ultrasəs emitenti toz çökdürmə kamerasına yerləşdirilərsə, onun effektivliyi yüzlərlə dəfə artacaq. Belə təmizlənmənin mahiyyəti nədir? Havada təsadüfi hərəkət edən toz hissəcikləri ultrasəs titrəyişlərinin təsiri altında bir-birinə daha güclü və daha tez-tez dəyir. Eyni zamanda, birləşdikləri üçün ölçüləri artır. Koaqulyasiya hissəciklərin böyüməsi prosesidir. Onların çəkilmiş və böyüdülmüş yığılmaları xüsusi filtrlər vasitəsilə tutulur.

Kövrək və çox sərt materialların emal edilməsi

İş parçası ilə ultrasəsdən istifadə edən alətin işçi səthi arasına girsəniz, emitentin işləməsi zamanı aşındırıcı hissəciklər bu hissənin səthinə təsir edəcəkdir. Bu halda, material məhv edilir və çıxarılır, müxtəlif istiqamətləndirilmiş mikro təsirlərin təsiri altında emal edilir. Emal kinematikası əsas hərəkətdən ibarətdir - kəsmə, yəni alət tərəfindən edilən uzununa vibrasiya və köməkçi - aparatın yerinə yetirdiyi qidalanma hərəkəti.

Ultrasəs müxtəlif işlər görə bilər. Aşındırıcı taxıllar üçün enerji mənbəyi uzununa vibrasiyadır. İşlənmiş materialı məhv edirlər. Yem hərəkəti (köməkçi) dairəvi, eninə və uzununa ola bilər. Ultrasonik emal böyük dəqiqliyə malikdir. Aşındırıcının taxıl ölçüsündən asılı olaraq, 50 ilə 1 mikron arasında dəyişir. Müxtəlif formalı alətlərdən istifadə edərək, yalnız deşiklər deyil, həm də mürəkkəb kəsiklər, əyri baltalar, həkk etmək, üyütmək, matrislər hazırlamaq və hətta bir almaz qazmaq olar. Aşındırıcı kimi istifadə olunan materiallar korund, almaz, kvars qumu, çaxmaq daşıdır.

Radioelektronikada ultrasəs

Mühəndislikdə ultrasəs tez-tez radioelektronika sahəsində istifadə olunur. Bu sahədə tez-tez bir elektrik siqnalını digərinə nisbətən gecikdirmək lazım olur. Alimlər ultrasəs gecikdirmə xətlərinin (qısaca LZ) istifadəsini təklif edərək yaxşı həll yolu tapdılar. Onların hərəkəti elektrik impulslarının ultrasəsə çevrilməsinə əsaslanır.Bu necə baş verir? Fakt budur ki, ultrasəsin sürəti inkişaf etdiriləndən əhəmiyyətli dərəcədə azdır.Elektrik mexaniki rəqslərə tərs çevrildikdən sonra gərginlik impulsu giriş impulsuna nisbətən xəttin çıxışında gecikəcəkdir.

Pyezoelektrik və maqnitostriktiv çeviricilər elektriki mexaniki vibrasiyaya və əksinə çevirmək üçün istifadə olunur. LZ, müvafiq olaraq, piezoelektrik və maqnitostriktiv bölünür.

Tibbdə ultrasəs

Canlı orqanizmlərə təsir etmək üçün müxtəlif növ ultrasəs istifadə olunur. Tibbi praktikada onun istifadəsi indi çox populyardır. Bu, bioloji toxumalardan ultrasəs keçdikdə baş verən təsirlərə əsaslanır. Dalğalar mühitin hissəciklərində dalğalanmalara səbəb olur ki, bu da bir növ toxuma mikromasajını yaradır. Və ultrasəsin udulması onların yerli istiləşməsinə gətirib çıxarır. Eyni zamanda bioloji mühitlərdə müəyyən fiziki-kimyəvi transformasiyalar baş verir. Bu hadisələr orta səs intensivliyi vəziyyətində geri dönməz zərər vermir. Onlar yalnız maddələr mübadiləsini yaxşılaşdırır və buna görə də onlara məruz qalan bədənin həyati fəaliyyətinə kömək edirlər. Bu cür hadisələr ultrasəs terapiyasında istifadə olunur.

Əməliyyatda ultrasəs

Kavitasiya və yüksək intensivlikdə güclü istilik toxumaların məhvinə səbəb olur. Bu təsir bu gün cərrahiyyədə istifadə olunur. Fokuslanmış ultrasəs cərrahi əməliyyatlar üçün istifadə olunur ki, bu da ətrafdakılara zərər vermədən ən dərin strukturlarda (məsələn, beyin) yerli məhv etməyə imkan verir. Cərrahiyyədə ultrasəs alətləri də istifadə olunur, onların iş ucu fayl, skalpel, iynə kimi görünür. Onlara tətbiq edilən vibrasiya bu alətlərə yeni keyfiyyətlər verir. Tələb olunan qüvvə əhəmiyyətli dərəcədə azalır, buna görə də əməliyyatın travmatizmi azalır. Bundan əlavə, analjezik və hemostatik təsir göstərir. Ultrasəs istifadə edərək küt bir alətlə zərbə bədəndə meydana gələn müəyyən növ neoplazmaları məhv etmək üçün istifadə olunur.

Bioloji toxumalara təsir mikroorqanizmləri məhv etmək üçün həyata keçirilir və dərman vasitələrinin və tibbi alətlərin sterilizasiyası proseslərində istifadə olunur.

Daxili orqanların müayinəsi

Əsasən, qarın boşluğunun öyrənilməsindən danışırıq. Bu məqsədlə xüsusi bir cihaz istifadə olunur. Ultrasəs müxtəlif toxuma və anatomik anomaliyaları tapmaq və tanımaq üçün istifadə edilə bilər. Vəzifə tez-tez belədir: bədxassəli formalaşma şübhəsi var və onu yaxşı və ya yoluxucu bir formasiyadan ayırmaq tələb olunur.

Ultrasəs qaraciyərin müayinəsində və öd yollarının tıxanıqlıqlarını və xəstəliklərini aşkar etmək, həmçinin orada daşların və digər patologiyaların mövcudluğunu aşkar etmək üçün öd kisəsinin müayinəsini əhatə edən digər vəzifələr üçün faydalıdır. Bundan əlavə, siroz və digər diffuz xoşxassəli qaraciyər xəstəlikləri üçün testlər istifadə edilə bilər.

Ginekologiya sahəsində, xüsusən də yumurtalıqların və uşaqlıq yolunun analizində ultrasəs müayinəsinin istifadəsi uzun müddətdir ki, onun xüsusi uğurla həyata keçirildiyi əsas istiqamət olmuşdur. Çox vaxt burada yaxşı və bədxassəli birləşmələrin fərqləndirilməsi də lazımdır, bu, adətən ən yaxşı kontrast və məkan həllini tələb edir. Bənzər nəticələr bir çox digər daxili orqanların öyrənilməsində faydalı ola bilər.

Stomatologiyada ultrasəsin istifadəsi

Ultrasəs diş daşlarını çıxarmaq üçün istifadə edildiyi stomatologiyada da öz yolunu tapdı. Bu, lövhə və daşı tez, qansız və ağrısız şəkildə çıxarmağa imkan verir. Eyni zamanda, ağız boşluğunun selikli qişası zədələnmir, boşluğun "cibləri" dezinfeksiya edilir. Ağrı əvəzinə xəstə istilik hissi yaşayır.

Əgər cisim elastik mühitdə mühitin onun ətrafında axmağa vaxtı olduğundan daha sürətli yellənirsə, o, öz hərəkəti ilə mühiti ya sıxır, ya da seyreldir. Yüksək və aşağı təzyiq təbəqələri salınan cisimdən bütün istiqamətlərə səpilir və səs dalğaları əmələ gətirir. Dalğa yaradan bədənin titrəyişləri bir-birini saniyədə ən azı 16 dəfə, saniyədə 18 min dəfədən çox izləmirsə, insan qulağı onları eşidir.

İnsan eşitmə cihazının qavraya bildiyi 16 - 18000 Hz tezlikləri adətən səs adlanır, məsələn, ağcaqanadın cığıltısı "10 kHz. Ancaq hava, dənizlərin dərinlikləri və yerin bağırsaqları bu diapazonun altında və yuxarısında yatan səslərlə - infra və ultrasəslərlə doludur. Təbiətdə ultrasəs bir çox təbii səslərin tərkib hissəsi kimi tapılır: küləyin, şəlalənin, yağışın səs-küyündə, sörflə yuvarlanan dəniz çınqıllarında, ildırım atqılarında. Bir çox məməlilər, məsələn, pişiklər və itlər, 100 kHz-ə qədər tezlikdə ultrasəs qəbul etmək qabiliyyətinə malikdir və yarasaların, gecə həşəratlarının və dəniz heyvanlarının yerləşmə qabiliyyətləri hər kəsə yaxşı məlumdur. Eşitilməz səslərin varlığı 19-cu əsrin sonlarında akustikanın inkişafı ilə kəşf edilmişdir. Eyni zamanda, ultrasəsin ilk tədqiqatları başladı, lakin onun tətbiqi üçün əsaslar yalnız 20-ci əsrin ilk üçdə birində qoyuldu.

Ultrasəs diapazonunun aşağı həddi 18 kHz tezliyi olan elastik vibrasiya adlanır. Ultrasəsin yuxarı həddi elastik dalğaların təbiəti ilə müəyyən edilir, yalnız dalğa uzunluğu molekulların orta sərbəst yolundan (qazlarda) və ya atomlararası məsafələrdən (mayelərdə və qazlarda) çox böyük olduqda yayıla bilər. Qazlarda yuxarı həddi »106 kHz, maye və bərk maddələrdə »1010 kHz-dir. Bir qayda olaraq, 106 kHz-ə qədər olan tezliklərə ultrasəs deyilir. Daha yüksək tezliklərə hipersəs deyilir.

Ultrasəs dalğaları öz təbiətinə görə səs diapazonunun dalğalarından fərqlənmir və eyni fiziki qanunlara tabe olur. Ancaq ultrasəsin elm və texnologiyada geniş istifadəsini müəyyən edən spesifik xüsusiyyətlər var. Əsas olanlar bunlardır:

Kiçik dalğa uzunluğu. Ən aşağı ultrasəs diapazonu üçün dalğa uzunluğu əksər mediada bir neçə santimetrdən çox deyil. Qısa dalğa uzunluğu ultrasəs dalğalarının yayılmasının şüa xarakterini müəyyən edir. Emitentin yaxınlığında ultrasəs emitentin ölçüsünə yaxın olan şüalar şəklində yayılır. Mühitdəki qeyri-bərabərliyə dəyən ultrasəs şüası özünü işıq şüası kimi aparır, əks olunması, sınması, səpilməsi ilə qarşılaşır, bu da sırf optik effektlərdən (fokuslama, difraksiya və s.)
İmpulslar şəklində ultrasəs yaymağa və mühitdə yayılan siqnalların dəqiq müvəqqəti seçimini həyata keçirməyə imkan verən kiçik bir salınım dövrü.
Kiçik bir amplituda vibrasiya enerjisinin yüksək dəyərlərini əldə etmək imkanı, çünki salınımların enerjisi tezliyin kvadratına mütənasibdir. Bu, böyük avadanlıq tələb etmədən yüksək enerji səviyyəsinə malik ultrasəs şüaları və sahələri yaratmağa imkan verir.
Ultrasəs sahəsində əhəmiyyətli akustik cərəyanlar inkişaf edir. Buna görə də, ultrasəsin ətraf mühitə təsiri spesifik təsirlər yaradır: fiziki, kimyəvi, bioloji və tibbi. Kavitasiya, səs-kapilyar effekt, dispersiya, emulsifikasiya, deqazasiya, dezinfeksiya, yerli isitmə və s.
Ultrasəs eşidilmir və əməliyyat işçiləri üçün narahatlıq yaratmır.

Ultrasəsin tarixi. Kim ultrasəs kəşf etdi.

Akustikaya diqqət aparıcı güclərin - İngiltərə və Fransanın donanmalarının ehtiyaclarından irəli gəlirdi, çünki. akustik - suda uzaqlara gedə bilən yeganə siqnal növü. 1826-cı ildə Fransız alimi Kolladon suda səsin sürətini təyin etdi. Colladon təcrübəsi müasir hidroakustikanın doğulması hesab olunur. Cenevrə gölündəki sualtı zəngə zərbə barıtın eyni vaxtda alovlanması ilə baş verib. Barıtdan çıxan parıltı Colladon tərəfindən 10 mil məsafədə müşahidə edildi. Zəngin səsini də sualtı eşitmə borusundan eşitdi. Kolladon bu iki hadisə arasındakı vaxt intervalını ölçməklə səsin sürətini hesablayıb - 1435 m/s. Müasir hesablamalarla fərq cəmi 3 m/s-dir.

1838-ci ildə ABŞ-da teleqraf kabeli çəkmək üçün ilk dəfə dəniz dibinin profilini müəyyən etmək üçün səsdən istifadə edilmişdir. Kolladonun təcrübəsində olduğu kimi səsin mənbəyi suyun altında səslənən zəng, qəbuledici isə gəminin üzərinə enən böyük eşitmə boruları idi. Təcrübənin nəticələri məyus oldu. Zəng səsi (həqiqətən də suda toz patronlarının partlaması kimi) dənizin digər səsləri arasında demək olar ki, eşidilməyən çox zəif əks-səda verdi. Daha yüksək tezliklər bölgəsinə getmək lazım idi ki, bu da yönəldilmiş səs şüaları yaratmağa imkan verəcəkdir.

İlk ultrasəs generatoru 1883-cü ildə bir ingilis tərəfindən hazırlanmışdır Frensis Galton. Ultrasəs bıçağın kənarında üfürsəniz bir fit kimi yaradılmışdır. Galtonun fitində belə bir nöqtənin rolunu iti kənarları olan silindr oynadı. Təzyiq altında silindrin kənarı ilə eyni diametrli bir həlqəvi nozzdən çıxan hava və ya digər qaz kənara doğru qaçdı və yüksək tezlikli salınımlar meydana gəldi. Hidrogenlə fit çalaraq, 170 kHz-ə qədər salınımlar əldə etmək mümkün idi.

1880-ci ildə Pierre və Jacques Curie ultrasəs texnologiyası üçün həlledici kəşf etdi. Küri qardaşları qeyd etdilər ki, kvars kristallarına təzyiq tətbiq edildikdə, kristala tətbiq olunan qüvvə ilə düz mütənasib olan elektrik yükü yaranır. Bu fenomen yunan sözündən "basmaq" mənasını verən "pyezoelektrik" adlanır. Bundan əlavə, onlar tərs piezoelektrik effekt nümayiş etdirdilər ki, bu da kristala sürətlə dəyişən elektrik potensialı tətbiq edildikdə, onun titrəməsinə səbəb olur. Bundan sonra kiçik ölçülü ultrasəs emitentləri və qəbulediciləri istehsal etmək texniki cəhətdən mümkün oldu.

Titanikin aysberqlə toqquşması nəticəsində ölməsi, yeni silahla mübarizə aparmaq zərurəti - sualtı qayıqlar ultrasəs hidroakustikasının sürətli inkişafını tələb edirdi. 1914-cü ildə fransız fiziki Pol Lanqevinİstedadlı rus mühacir alimi Konstantin Vasilieviç Şilovski ilə birlikdə onlar əvvəlcə ultrasəs emitterindən və hidrofondan - ultrasəs titrəyişlərinin qəbuledicisindən ibarət sonarı, pyezoelektrik effektə əsaslanaraq hazırladılar. Sonar Langevin - Shilovsky, ilk ultrasəs cihazı idi praktikada tətbiq edilir. Eyni zamanda rus alimi S.Ya.Sokolov sənayedə ultrasəs qüsurlarının aşkarlanmasının əsaslarını işləyib hazırlamışdır. 1937-ci ildə alman psixiatrı Karl Dussik qardaşı fizik Fridrixlə birlikdə beyin şişlərini aşkar etmək üçün ilk dəfə ultrasəsdən istifadə etmiş, lakin onların əldə etdiyi nəticələr etibarsız olmuşdur. Tibbi praktikada ultrasəs ilk dəfə yalnız 20-ci əsrin 50-ci illərində ABŞ-da istifadə edilmişdir.

Ultrasəs qəbulu.

Ultrasəs emitentlərini iki böyük qrupa bölmək olar:

1) Salınımlar qaz və ya maye jetinin yolundakı maneələr və ya qaz və ya maye axınının kəsilməsi ilə həyəcanlanır. Onlar məhdud dərəcədə, əsasən qaz mühitində güclü ultrasəs almaq üçün istifadə olunur.

2) Salınımlar mexaniki cərəyana və ya gərginlik salınımlarına çevrilməklə həyəcanlanır. Əksər ultrasəs cihazları bu qrupun emitentlərindən istifadə edir: piezoelektrik və maqnitostriktiv çeviricilər.

Güclü ultrasəs şüası əldə etmək üçün piezoelektrik effektə əsaslanan çeviricilərə əlavə olaraq maqnitostriktiv çeviricilərdən də istifadə olunur. Maqnitostriksiya, maqnit vəziyyəti dəyişdikdə cisimlərin ölçüsündə dəyişiklikdir. Keçirici sarğıda yerləşdirilən maqnitostriktiv materialdan hazırlanmış nüvə, sarğıdan keçən cərəyan siqnalının formasına uyğun olaraq uzunluğunu dəyişir. 1842-ci ildə Ceyms Coul tərəfindən kəşf edilən bu fenomen ferromaqnitlər və ferritlər üçün xarakterikdir. Ən çox istifadə edilən maqnitostriktiv materiallar nikel, kobalt, dəmir və alüminium əsasında ərintilərdir. Ultrasəs radiasiyasının ən yüksək intensivliyi güclü ultrasəs emitentlərində istifadə olunan permendur ərintisi (49% Co, 2% V, qalan Fe) ilə əldə edilə bilər. Xüsusilə, bizim müəssisənin istehsal etdiyi.

Ultrasəsin istifadəsi.

Ultrasəsin müxtəlif tətbiqləri üç sahəyə bölünə bilər:

maddə haqqında məlumat əldə etmək
maddəyə təsiri
siqnalın işlənməsi və ötürülməsi

Akustik dalğaların yayılma və zəifləmə sürətinin maddənin xüsusiyyətlərindən və onlarda baş verən proseslərdən asılılığı belə tədqiqatlarda istifadə olunur:

qazlarda, mayelərdə və polimerlərdə molekulyar proseslərin öyrənilməsi
kristalların və digər bərk cisimlərin quruluşunun öyrənilməsi
kimyəvi reaksiyaların gedişinə nəzarət, faza keçidləri, polimerləşmə və s.
məhlulların konsentrasiyasının təyini
materialların möhkəmlik xüsusiyyətlərinin və tərkibinin təyini
çirklərin mövcudluğunun müəyyən edilməsi
maye və qazın axını sürətinin təyini

Maddənin molekulyar quruluşu haqqında məlumat onun içindəki səsin sürətini və udma əmsalını ölçməklə verilir. Bu, pulpa və mayelərdə məhlulların və süspansiyonların konsentrasiyasını ölçməyə, ekstraksiya, polimerləşmə, yaşlanma və kimyəvi reaksiyaların kinetikasına nəzarət etməyə imkan verir. Ultrasəs vasitəsilə maddələrin tərkibinin və çirklərin mövcudluğunun müəyyən edilməsinin dəqiqliyi çox yüksəkdir və faizin bir hissəsini təşkil edir.

Bərk cisimlərdə səsin sürətinin ölçülməsi konstruksiya materiallarının elastiklik və möhkəmlik xüsusiyyətlərini müəyyən etməyə imkan verir. Gücü müəyyən etmək üçün belə bir dolayı üsul sadəliyi və real şəraitdə istifadə etmək imkanı sayəsində rahatdır.

Ultrasəs qaz analizatorları təhlükəli çirklərin yığılmasına nəzarət edir. Ultrasəs sürətinin temperaturdan asılılığı qazların və mayelərin təmassız termometriyası üçün istifadə olunur.

Doppler effekti ilə işləyən ultrasəs axınıölçənləri hərəkət edən mayelərdə və qazlarda, o cümlədən qeyri-homogenlərdə (emulsiyalar, süspansiyonlar, pulpalar) səs sürətinin ölçülməsinə əsaslanır. Oxşar aparat klinik tədqiqatlarda qanın sürətini və axınını təyin etmək üçün istifadə olunur.

Ölçmə üsullarının böyük bir qrupu ultrasəs dalğalarının medialar arasındakı sərhədlərdə əks olunmasına və səpilməsinə əsaslanır. Bu üsullar ətraf mühitdə yad cisimlərin yerini dəqiq müəyyən etməyə imkan verir və aşağıdakı kimi sahələrdə istifadə olunur:

sonar
dağıdıcı olmayan sınaq və qüsurların aşkarlanması
tibbi diaqnostika
qapalı qablarda mayelərin və bərk cisimlərin səviyyələrinin təyini
məhsul ölçüsü
səs sahələrinin vizuallaşdırılması - səs görmə və akustik holoqrafiya

Reflection, refraksiya və ultrasəsin fokuslanma imkanı ultrasəs qüsurlarının aşkarlanmasında, ultrasəs akustik mikroskoplarda, tibbi diaqnostikada, maddənin makroinhomogenliyini öyrənmək üçün istifadə olunur. Qeyri-homogenliyin olması və onların koordinatları əks olunan siqnallar və ya kölgənin quruluşu ilə müəyyən edilir.

Rezonanslı salınım sisteminin parametrlərinin onu yükləyən mühitin xüsusiyyətlərindən (empedans) asılılığına əsaslanan ölçmə üsulları mayelərin özlülüyünü və sıxlığını davamlı olaraq ölçmək, yalnız birindən əldə edilə bilən hissələrin qalınlığını ölçmək üçün istifadə olunur. yan. Eyni prinsip ultrasəs sərtlik test cihazlarının, səviyyəölçənlərin, səviyyə göstəricilərinin əsasını təşkil edir. Ultrasəs sınaq üsullarının üstünlükləri: qısa ölçmə müddəti, partlayıcı, aqressiv və zəhərli mühitə nəzarət etmək imkanı, alətin idarə olunan mühitə və proseslərə təsirinin olmaması.

Ultrasəsin maddəyə təsiri.

Ultrasəsin bir maddəyə təsiri, onda geri dönməz dəyişikliklərə səbəb olur, sənayedə geniş istifadə olunur. Eyni zamanda, ultrasəsin təsir mexanizmləri müxtəlif media üçün fərqlidir. Qazlarda əsas təsir amili istilik və kütlə ötürmə proseslərini sürətləndirən akustik cərəyanlardır. Üstəlik, ultrasəs qarışdırmanın səmərəliliyi adi hidrodinamik qarışdırmadan çox yüksəkdir, çünki sərhəd qatı daha kiçik qalınlığa və nəticədə daha böyük temperatur və ya konsentrasiya qradiyentinə malikdir. Bu təsir kimi proseslərdə istifadə olunur:

ultrasəs qurutma
ultrasəs sahəsində yanma
aerozol laxtalanması

Mayelərin ultrasəs emalında əsas əməliyyat amilidir kavitasiya . Aşağıdakı texnoloji proseslər kavitasiya effektinə əsaslanır:

ultrasəs təmizləmə
örtük və lehimləmə
səs-kapilyar effekt - mayelərin ən kiçik məsamələrə və çatlara nüfuz etməsi. O, məsaməli materialların hopdurulması üçün istifadə olunur və mayelərdə bərk maddələrin istənilən ultrasəs müalicəsi zamanı baş verir.
kristallaşma
elektrokimyəvi proseslərin intensivləşməsi
aerozol istehsalı
mikroorqanizmlərin məhv edilməsi və alətlərin ultrasəs sterilizasiyası

Akustik cərəyanlar- ultrasəsin bir maddəyə təsirinin əsas mexanizmlərindən biri. Bu, ultrasəs enerjisinin maddədə və sərhəd qatında udulması ilə əlaqədardır. Akustik axınlar hidrodinamik axınlardan sərhəd qatının kiçik qalınlığı və artan salınım tezliyi ilə onun incəlmə ehtimalı ilə fərqlənir. Bu, temperaturun və ya konsentrasiyanın sərhəd qatının qalınlığının azalmasına və istilik və ya kütlə ötürülmə sürətini təyin edən temperatur və ya konsentrasiya qradiyentlərinin artmasına gətirib çıxarır. Bu, mayelərin və ərimələrin yanma, qurutma, qarışdırma, distillə, diffuziya, ekstraksiya, emprenye, sorbsiya, kristallaşma, həll edilməsi, qazsızlaşdırılmasının sürətləndirilməsinə kömək edir. Yüksək enerji axınında akustik dalğanın təsiri axının özünün enerjisi hesabına onun turbulentliyini dəyişdirərək həyata keçirilir. Bu halda akustik enerji axın enerjisinin yalnız bir faizi ola bilər.

Yüksək intensivlikli bir səs dalğası bir mayedən keçdikdə, sözdə akustik kavitasiya . Güclü bir səs dalğasında, nadirləşmə yarım dövrlərində, artan təzyiq sahəsinə keçid zamanı qəfil çökən kavitasiya baloncukları yaranır. Kavitasiya bölgəsində mikroşok dalğaları və mikro axınlar şəklində güclü hidrodinamik pozğunluqlar yaranır. Bundan əlavə, baloncukların çökməsi maddənin güclü yerli istiləşməsi və qazın buraxılması ilə müşayiət olunur. Belə bir təsir hətta polad və kvars kimi davamlı maddələrin məhvinə səbəb olur. Bu təsir bərk maddələri dağıtmaq, qarışmayan mayelərin incə dispers emulsiyalarını almaq, kimyəvi reaksiyaları həyəcanlandırmaq və sürətləndirmək, mikroorqanizmləri məhv etmək, heyvan və bitki hüceyrələrindən fermentləri çıxarmaq üçün istifadə olunur. Kavitasiya, həmçinin ultrasəsin təsiri altında mayenin zəif parıltısı kimi təsirləri müəyyən edir - səs lüminesansı və mayenin kapilyarlara anormal dərəcədə dərin nüfuz etməsi - səs kapilyar effekti .

Kalsium karbonat kristallarının (miqyaslı) kavitasiya dispersiyası akustik miqyas əleyhinə cihazların əsasını təşkil edir. Ultrasəsin təsiri altında sudakı hissəciklər parçalanır, onların orta ölçüləri 10 mikrondan 1 mikrona qədər azalır, onların sayı və hissəciklərin ümumi səthi artır. Bu, miqyaslı formalaşma prosesinin istilik mübadiləsi səthindən birbaşa mayeyə keçməsinə gətirib çıxarır. Ultrasəs həmçinin əmələ gələn miqyaslı təbəqəyə təsir edir, içərisində mikro çatlar əmələ gətirir ki, bu da istilik mübadiləsi səthindən miqyas parçalarının qırılmasına kömək edir.

Ultrasəs təmizləyici qurğularda, kavitasiya və onun yaratdığı mikro axınlar səthə möhkəm bağlı olan hər iki çirkləndiriciləri, məsələn, miqyas, miqyas, buruqlar və yumşaq çirkləndiriciləri, məsələn, yağlı filmlər, kir və s. Eyni təsir elektrolitik prosesləri gücləndirmək üçün istifadə olunur.

Ultrasəsin təsiri altında akustik laxtalanma kimi maraqlı bir təsir yaranır, yəni. maye və qazda asılı hissəciklərin yaxınlaşması və böyüməsi. Bu fenomenin fiziki mexanizmi hələ tam aydın deyil. Akustik laxtalanma 20 kHz-ə qədər ultrasəs üçün aşağı tezliklərdə sənaye tozlarının, dumanlarının və dumanlarının çökməsi üçün istifadə olunur. Ola bilsin ki, kilsə zənglərinin çalınmasının faydalı təsiri bu təsirə əsaslanır.

Ultrasəsdən istifadə edərək bərk maddələrin emal edilməsi aşağıdakı təsirlərə əsaslanır:

onlardan birinin ultrasəs vibrasiyası zamanı səthlər arasında sürtünmənin azaldılması
ultrasəsin təsiri altında məhsuldarlığın azalması və ya plastik deformasiya
ultrasəs tezliyi olan bir alətin təsiri altında metallarda sərtləşmə və qalıq gərginliklərin azaldılması
Ultrasonik qaynaqda statik sıxılma və ultrasəs titrəyişlərinin birgə təsiri istifadə olunur

Ultrasəsdən istifadə edərək dörd növ emal var:

bərk və kövrək materiallardan hazırlanmış hissələrin ölçülü emalı
kəsici alətə ultrasəs tətbiq etməklə çətin kəsilən materialların kəsilməsi
ultrasəs vannasında qapaqların təmizlənməsi
daşlama çarxının ultrasəs təmizlənməsi ilə özlü materialların üyüdülməsi

Ultrasəsin bioloji obyektlərə təsiri ultrasəs terapiyasında və cərrahiyyədə geniş istifadə olunan bədən toxumalarında müxtəlif təsir və reaksiyalara səbəb olur. Ultrasəs, bədənin fiziologiyası, vəziyyəti nöqteyi-nəzərindən tarazlığın qurulmasını sürətləndirən katalizatordur, yəni. sağlam vəziyyət. Ultrasəs sağlam toxumalara nisbətən xəstə toxumalara daha çox təsir göstərir. Dərmanların inhalyasiya zamanı ultrasəs atomizasiyası da istifadə olunur. Ultrasəs cərrahiyyəsi aşağıdakı təsirlərə əsaslanır: fokuslanmış ultrasəsin özü tərəfindən toxumaların məhv edilməsi və kəsici cərrahi alətə ultrasəs vibrasiyasının tətbiqi.

Ultrasəs cihazları optika və optoelektronikada elektron siqnalları çevirmək və analoqlaşdırmaq, işıq siqnallarını idarə etmək üçün istifadə olunur. Gecikmə xətlərində aşağı sürətli ultrasəs istifadə olunur. Optik siqnalların idarə edilməsi ultrasəs vasitəsilə işığın difraksiyasına əsaslanır. Belə difraksiyanın növlərindən biri, sözdə Bragg difraksiyası, ultrasəs dalğa uzunluğundan asılıdır, bu da dar bir tezlik intervalını geniş spektrli işıq radiasiyasından təcrid etməyə imkan verir, yəni. filtr işığı.

Ultrasəs son dərəcə maraqlı bir şeydir və onun praktik tətbiqinin bir çox imkanlarının hələ də bəşəriyyətə məlum olmadığını güman etmək olar. Biz ultrasəsi sevir və bilirik və onun tətbiqi ilə bağlı hər hansı ideyanı müzakirə etməkdən məmnun qalacağıq.

Ultrasəs istifadə edildiyi yerlərdə - xülasə cədvəli

Müəssisəmiz Koltso-Energo MMC Acoustic-T akustik miqyas əleyhinə cihazların istehsalı və quraşdırılması ilə məşğuldur. Şirkətimiz tərəfindən istehsal olunan cihazlar ultrasəs siqnalının müstəsna yüksək səviyyəsi ilə seçilir ki, bu da onlara su təmizləyicisi olmayan qazanlarda və artezian suyu olan buxar-su qazanlarında işləməyə imkan verir. Lakin miqyaslı qarşısının alınması ultrasəsin edə biləcəyi şeylərin yalnız çox kiçik bir hissəsidir. Bu heyrətamiz təbii vasitənin böyük imkanları var və biz sizə onlar haqqında danışmaq istəyirik. Şirkətimizin əməkdaşları uzun illər Rusiyanın akustika ilə məşğul olan aparıcı müəssisələrində çalışıblar. Biz ultrasəs haqqında çox şey bilirik. Və birdən texnologiyanıza ultrasəs tətbiq etmək zərurəti yaranarsa,

düyü. 2. Benzolda 5 MHz tezliyə malik ultrasəsin yayılmasından yaranan akustik axın.

Akustik sahədə intensiv ultrasəsin yayılması zamanı yaranan vacib qeyri-xətti hadisələr arasında ultrasəs sahəsində mövcud submikroskopik qaz və ya buxar nüvələrindən mm fraksiyaların ölçülərinə qədər baloncukların böyüməsi, tezliyi ilə pulsasiya etməyə başlayır. ultrasəs və pozitiv fazada çökmə. Qaz baloncukları dağıldıqda minlərlə atmosferə bərabər olan böyük yerli təzyiqlər yaranır və sferik zərbə dalğaları əmələ gəlir. Pulsasiya edən baloncukların yaxınlığında akustik mikro axınlar əmələ gəlir. Kavitasiya sahəsindəki hadisələr həm faydalı (çirklənmiş hissələrin alınması, təmizlənməsi və s.), həm də zərərli (ultrasəs emitentlərinin eroziyası) bir sıra hadisələrə gətirib çıxarır. Tezliklər Ultrasəsin texnoloji məqsədlər üçün istifadə edildiyi ultrasəs ULF bölgəsində yerləşir. Kavitasiya həddinə uyğun olan intensivlik mayenin növündən, səs tezliyindən, temperaturdan və digər amillərdən asılıdır. 20 kHz tezliyində suda təxminən 0,3 Vt / sm 2 təşkil edir. Bir neçə Vt/sm2 intensivliyə malik ultrasəs sahəsində UHF tezliklərində maye sızması baş verə bilər ( düyü. 3) və çox incə bir dumanla çiləyin.

düyü. 3. Ultrasəs şüası mayenin içindən onun səthinə düşdükdə əmələ gələn maye fontan (ultrasəs tezliyi 1,5 MHz, intensivlik 15 Vt/sm2).

Nəsilultrasəs. Ultrasəs yaratmaq üçün 2 əsas qrupa bölünə bilən müxtəlif cihazlardan istifadə olunur - mexaniki, ultrasəs mexaniki bir qaz axını və ya və ultrasəs enerjisinin elektriklə əldə edildiyi elektromexaniki. Mexanik emitentlər Ultrasəs - hava və maye və - nisbətən sadə bir cihaz ilə xarakterizə olunur və bahalı yüksək tezlikli elektrik enerjisi tələb etmir, onların səmərəliliyi 10-20% təşkil edir. Bütün mexaniki ultrasəs emitentlərinin əsas çatışmazlığı onların nəzarət və ölçü məqsədləri üçün istifadə edilməsinə imkan verməyən yayılan tezliklərin və tezliklərin qeyri-sabitliyinin nisbətən geniş diapazonudur; onlar əsasən sənaye ultrasəs və qismən vasitə kimi istifadə olunur.

düyü. 4. Qalınlığı ilə bərk cismə salınan lövhə ilə L uzununa dalğaların şüalanması (qəbul edilməsi): 1 - qalınlığı l / 2 olan kvars lövhəsi kəsilmiş X, burada l kvarsda dalğa uzunluğudur; 2 - metal elektrodlar; 3 - akustik təmas üçün maye (transformator yağı); 4 - elektrik salınımlarının generatoru; 5 - bərk bədən.

Ultrasəsin qəbulu və aşkarlanması. Pyezoelektrik effektin geri dönmə qabiliyyətinə görə, ultrasəsin qəbulu üçün də geniş istifadə olunur.Ultrasəs sahələri optik üsullarla da öyrənilə bilər: Hər hansı bir mühitdə yayılan ultrasəs onun optik sındırma göstəricisinin dəyişməsinə səbəb olur, buna görə də o, ola bilər. mühit işığa şəffafdırsa vizuallaşdırılır. Optikanın bitişik sahəsi (akusto-optika) davamlı dalğalı qaz lazerlərinin meydana çıxmasından bəri çox inkişaf etmişdir; ultrasəsdə işıq və onun müxtəlif tətbiqləri üzərində tədqiqat işlənib hazırlanmışdır.

Ultrasəsin tətbiqi. Ultrasəsin tətbiqi çox müxtəlifdir. Ultrasəs fizikanın bir çox sahələrində müxtəlif hadisələri öyrənmək üçün güclü bir üsuldur. Məsələn, ultrasəs üsulları bərk cisim fizikası və fizikasında istifadə olunur; fizikanın tamamilə yeni bir sahəsi - akusto-elektronika yarandı, onun nailiyyətləri əsasında siqnal məlumatlarının emalı üçün müxtəlif qurğular hazırlanır. Ultrasəs öyrənmədə böyük rol oynayır. Bərk cisimlərin öyrənilməsi sahəsində və qazlar üçün molekulyar akustika üsulları ilə yanaşı, maddənin modullarını və dissipativ xüsusiyyətlərini təyin etmək üçün c və udulma a istifadə olunur. Bərk cisimlərdə elastik pozğunluqların kvantlarının - və s.-lə və elementarların qarşılıqlı təsirini öyrənən kvant nəzəriyyəsi işlənib hazırlanmışdır. Ultrasəs texnologiyada geniş istifadə olunur və ultrasəs üsulları getdikcə daha çox nüfuz edir.

Ultrasəsin texnologiyada tətbiqi.c və a uyğun olaraq bir çox texniki məsələlərdə konkret prosesin (qazların qarışığına nəzarət, müxtəlif tərkibi və s.) axını üçün həyata keçirilir. Müxtəlif mühitlərin sərhədində ultrasəsdən istifadə edərək, ultrasəs cihazları məhsulların ölçülərini (məsələn, ultrasəs qalınlığı ölçənlər) ölçmək, birbaşa ölçmək üçün əlçatmaz olan böyük qablarda mayenin səviyyəsini təyin etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Nisbətən aşağı intensivliyə malik (~0,1 Vt/sm2-ə qədər) ultrasəs bərk materiallardan (relslər, iri dökümlər, yüksək keyfiyyətli prokatlar və s.) hazırlanmış məhsulların dağıdılmadan yoxlanılması üçün geniş istifadə olunur (bax). Akustik emissiya adlanan istiqamət sürətlə inkişaf edir ki, bu da mexaniki bərk cismin nümunəyə (konstruksiyaya) tətbiqi zamanı onun “çatlamasından” ibarətdir (qalay çubuğun əyildikdə “çırıldamasına” bənzər). Bu, müəyyən şəraitdə (hələ tam aydınlaşdırılmamış) nümunədə hərəkətin baş verməsi ilə izah olunur ki, bu da tezlikləri ehtiva edən spektri olan akustik impulslara (həmçinin dislokasiya və submikroskopik çatlar toplusuna) çevrilir.Ultrasəs köməyi ilə. akustik emissiya ilə çatın aşkarlanması və inkişafı, həmçinin müxtəlif strukturların kritik hissələrində onun yerini müəyyən etmək mümkündür. Ultrasəsin köməyi ilə həyata keçirilir: ultrasəsi elektrikə, sonuncunu isə işığa çevirməklə, məlum olur ki, ultrasəsin köməyi ilə işığa qeyri-şəffaf bir mühitdə müəyyən obyektləri görmək mümkündür. Ultrasəs tezliklərində ultrasəs mikroskop yaradılmışdır - adi mikroskopla oxşar bir cihaz, optikdən üstünlüyü bioloji tədqiqatların obyektin ilkin boyanmasını tələb etməməsidir ( düyü. 5). İnkişaf ultrasəs sahəsində müəyyən uğurlara gətirib çıxardı.

düyü. 5 B. Ultrasonik mikroskopla əldə edilən qırmızı qan hüceyrələri.

Ultrasəs…………………………………………………………….4

ULTRASƏSİN FİZİKİ XÜSUSİYYƏTLƏRİ

REFEKSİYA VƏ SƏPİLMƏ

SENSORLAR VƏ ULTRASƏS DALĞASI

YAVAŞ TARANAN CİHAZLAR

SÜRƏTLİ TARANAN CİHAZLAR

DOPPLEROQRAFİYA CİHAZLARI

ARTIFAKTLAR

ULTRASƏS APARATLARININ İSTİSADƏSİNE KEYFİYYƏTƏ NƏZARƏT

ULTRASƏSİN BİOLOJİ TƏSİRİ VƏ TƏHLÜKƏSİZLİK

ULTRASƏS DİAQNOZUNDA YENİ İSTİQAMƏTLƏR

ƏDƏBİYYAT

TEST SUALLARI

Ultrasəs nədir

Ultrasəsin tarixi

Ultrasəsin tətbiqi

Ultrasəs mənbələri

Galton fit

Maye ultrasəs fiti

Siren

Təbiətdə ultrasəs

Ultrasəsin tətbiqi

Tibbdə ultrasəsin diaqnostik istifadəsi (ultrasəs)

Ultrasəsin tibbdə terapevtik tətbiqləri

Ultrasəs ilə metal kəsmə

Ultrasəsdən istifadə edərək qarışıqların hazırlanması

Ultrasəsin biologiyada istifadəsi

Təmizləmə üçün ultrasəsin istifadəsi

Axının ölçülməsində ultrasəsin tətbiqi

Qüsurların aşkarlanmasında ultrasəsin istifadəsi

ultrasəs qaynaq

Elektrokaplamada ultrasəsin istifadəsi

Difraksiya, müdaxilə

Ultrasəs dalğalarının udulması

Ultrasəs dalğalarının nüfuz dərinliyi

Ultrasəs dalğalarının səpilməsi

Ultrasəs dalğalarının sınması

Ultrasəs dalğalarının əks olunması

Səyahət edən və dayanan ultrasəs dalğaları

Ultrasəs mənbələri

Galton fit

Maye ultrasəs fiti

Siren

Təbiətdə ultrasəs

Ultrasəsin tətbiqi

Tibbdə ultrasəsin diaqnostik istifadəsi (ultrasəs)

Ultrasəsin tibbdə terapevtik tətbiqləri

Ultrasəs ilə metal kəsmə

Ultrasəsdən istifadə edərək qarışıqların hazırlanması

Ultrasəsin biologiyada istifadəsi

Təmizləmə üçün ultrasəsin istifadəsi

Axının ölçülməsində ultrasəsin tətbiqi

Qüsurların aşkarlanmasında ultrasəsin istifadəsi

ultrasəs qaynaq

Ultrasəs nədir?

Elm və praktikada ultrasəsin rolu

Ultrasəs haqqında daha çox

Ultrasəs mənbələri

Ultrasəs qəbulediciləri

Ultrasəs harada istifadə olunur?

Ultrasonik təmizləmə

Kövrək və çox sərt materialların emal edilməsi

Radioelektronikada ultrasəs

Tibbdə ultrasəs

Əməliyyatda ultrasəs

Daxili orqanların müayinəsi

Stomatologiyada ultrasəsin istifadəsi

Ultrasəsin tarixi. Kim ultrasəs kəşf etdi.

Ultrasəs qəbulu.

Ultrasəsin istifadəsi.

Ultrasəsin maddəyə təsiri.

Ultrasəs istifadə edildiyi yerlərdə - xülasə cədvəli

Həmçinin oxuyun