Što je ultrazvuk? Primjena ultrazvučne tehnologije i medicine

21. stoljeće - stoljeće elektronike, atomske, svemirskih istraživanja i ultrazvuk. Relativno mlada danas znanost ultrazvuka. U kasnom 19. stoljeću P. N. Lebedev, ruski znanstvenik, fiziolog, proveo svoje prve studije. Mnogi istaknuti znanstvenici su počeli raditi nakon ovog ultrazvuka.

Što je ultrazvuk?

Ultrazvuk - širi u valovima oscilirajuće gibanje, koje čine čestice medija. Ona ima svoje karakteristike, koje se razlikuje od zvučni spektar zvukova. Relativno je lako dobiti ultrazvučni raspon smjera zračenja. Osim toga, to je dobro usmjerena, a kao rezultat toga, povećava intenzitet vibracija napravio. Za razmnožavanje iu krutim tvarima, tekućinama i plinovima, ultrazvuk stvara zanimljive pojave, koje su pronađene praktične primjene u mnogim područjima tehnologije i znanosti. To je ono što ultrazvuk, čija je uloga u raznim sferama života danas je vrlo visoka.

Uloga ultrazvuka u znanosti i prakse

Ultrazvuk u posljednjih nekoliko godina je počeo igrati u znanstvenim istraživanjima sve važniju ulogu. Eksperimentalna i teorijska istraživanja u području akustične struja i ultrazvučne kavitacije su uspješno provedena, što je omogućilo znanstvenicima da razviju procese koji se javljaju kada je izložen ultrazvuka u tekućoj fazi. To je snažan način za proučavanje različitih pojava u ovom području znanja, kao što je fizika. Ultrazvuk se koristi, na primjer, u poluvodičkoj fizike i krutu tvar. Danas formira poseban prostor za kemiju, pod nazivom „ultrazvučna kemija”. Njegova primjena omogućuje da ubrza puno kemijsko-tehnološkim procesima. Nastala je kao molekularnoj Akustika - novi odjeljak akustike koja proučava molekularnu interakciju s tvari od zvučnih valova. Bilo je nova primjena ultrazvuka: holografija, introscopy, Acoustoelectronics, ultrazvučni fazomeriya, kvantno akustika.

Osim eksperimentalnog i teorijski rad na terenu, danas je provedena mnoga praktična. I razvio strojeva za posebne namjene ultrazvuk, instalacije koje djeluju pod visokim statičkim pritiskom, i drugi. Uvedena u proizvodnju ultrazvučnih automatskim postavkama uključeni u proizvodne linije, koje mogu značajno povećati produktivnost.

Za više informacija o ultrazvuku

Recite nam više o tome što je ultrazvuk. Već smo govorili o tome da je ova elastična valova i vibracija. Učestalost ultrazvuka je 15-20 kHz. Subjektivna svojstva našeg sluha određuje donju granicu ultrazvučnom frekvencijom, koja ga odvaja od frekvencije čujnog zvuka. Ova granica je, dakle, uvjetno, i svatko od nas na različite načine određuje što ultrazvuka. Gornja granica označen elastičnih valova, njihove fizičke prirode. Oni su raspoređeni samo u mediju materijala, to jest, valna duljina treba biti znatno veća od srednjeg slobodnog puta molekula plina nalaze u istim ili međuatomski udaljenosti u krutine i tekućine. Pri normalnom tlaku u plinovima gornja granica frekvencije ultrazvučne - 10 ⁹ Hz, dok se krutine i tekućine od 10 - ¹² -10 ¹³ Hz.

izvori ultrazvuk

Ultrazvuk pronađeno prirodno i kao sastavnica prirodnog buke (vodopada, vjetra, kiše i šljunka, surf peciva, kao i pratećih zvukova i ispuštanja šansa t. D.), a kao sastavni dio životinjskog svijeta. Oni su neke od vrsta koje se koriste za orijentaciju u prostoru, otkrivanju prepreka. Nadalje je poznato da korištenje ultrazvuka u prirodi dupina (uglavnom frekvencije od 80 do 100 kHz). Vrlo velika u ovom slučaju može biti moć emitiranih radarskih signala. Poznato je da su dupini u mogućnosti otkriti jata riba koje su na udaljenosti do kilometar.

Emiteri (izvori) od ultrazvuka su podijeljene u 2 skupine. Prvo - generator u kojem su oscilacije su uzbuđeni zbog prisutnosti tih prepreka, instaliran na način stalnog toka - plin ili tekuće zrakoplova. Druga skupina, koja se može kombinirati izvora ultrazvuka, - ElektroakustiËka pretvarači koji pretvaraju unaprijed određena struja ili napon oscilacija u mehaničku oscilacija počinio kruto tijelo emitira akustičkih valova u okoliš.

ultrazvuk prijemnici

U srednjim i niskim frekvencijama prijemnici ultrazvuka su najčešće piezoelektrični tipa ElektroakustiËka pretvornici. Oni mogu reproducirati oblik rezultanta zvučnog signala, označeni vremenski zavisnosti od pritiska zvuka. Uređaji mogu biti širokopojasni ili rezonantne - ovisno o tome da li su namijenjeni za primjenu javnih okoliša. Toplinski detektori se koriste za pripremu zvučne karakteristike polja prosječno tijekom vremena. Oni su pokriveni sa zvučnim materijal koji apsorbira vodič i termopara. Akustična pritisak i intenzitet može vrednovati i optičkim metodama kao što difrakcije svjetlosti ultrazvukom.

Gdje se koristi ultrazvuk?

Postoji mnogo područja primjene, u ovom slučaju, različite karakteristike ultrazvuka. Ta područja mogu se podijeliti uvjetno na tri područja. Prvi od njih je povezan s time dobivanje ultrazvučnih valova različitih informacija. Drugi smjer - aktivni učinak na njegovu tvari. Treći je povezan s prijenosom signala i obrade signala. Od ultrazvučnog frekvencijskom pojasu koristi se u svakom slučaju. Mi ćemo samo neke od mnogih područja u kojima je utvrdio njegovu primjenu.

Čišćenje ultrazvukom

Kvaliteta takvog liječenja ne može se usporediti s drugim metodama. Kada ispiranje stavke, na primjer, na njegovoj površini održava sve do 80% zagađivača, oko 55% - kada vibracijska čišćenje, oko 20% - u priručnik i ultrazvukom je ne više od 0,5% nečistoća. Dijelovi koji su složene oblike, mogu dobro jasno samo uz pomoć ultrazvuka. Bitna prednost koristeći ga je visoke performanse, te niski troškovi ručnog rada. Štoviše, moguće je zamijeniti skupe i zapaljive organska otapala jeftina i sigurna vodene otopine primjenjuju tekući freon i drugi.

Ozbiljan problem - onečišćenja zraka čađe, dima, prašine, metalnih oksida, može se upotrijebiti i sl postupak ultrazvučnog čišćenja zraka i plina otvor neovisno o vlažnosti i temperature ... Ako ultrazvuk sonda smještena u komori prašine, stotine puta povećati učinkovitost svojih postupaka. Što je suština ovog tretmana? Nasumično kretanje čestica prašine u zraku, a još češće sudaraju jedna s drugom, pod djelovanjem ultrazvučnih vibracija. Međutim, njihova veličina se povećava zbog činjenice da se spajaju. Koagulacija je postupak povećanja čestica. Posebne filter zamke ponderirana i prikupljaju svoja stada.

Obrada krhkih materijala i superhard

Ako unesete između radnog komada i radne površine alata, koristeći ultrazvuk, abrazivni materijal, abrazivnih čestica tijekom rada radijatora će utjecati na površinu dijela. Kada je ovaj materijal je uništen i uklonjen, podvrgnuti obradi različitim usmjerenog mikroudarov. Kinematika liječenja sastoji se od glavnog gibanja - alat za rezanje koji se sastoji od uzdužnog - titranja i sekundarni gibanja hrane, koja nosi aparat.

Ultrazvuk je u stanju napraviti različite poslove. Za abrazivne žitarice izvor energije su uzdužne vibracije. Oni uništavaju materijal obrađuje. hrane gibanja (pribor) može biti kružni, poprečne i uzdužne. s ultrazvukom ima veću točnost. Ovisno o vrsti zrna je abrazivna, to je od 1 do 50 mikrona. Koristeći alate različitih oblika, moguće je da ne samo rupe, ali i složene izrezima, zakrivljene osi, graviranje, brušenje, izrada matrice, pa čak i dijamantnu bušilicu. Koristi se kao abrazivnim materijalom - korund, dijamant, kvarcni pijesak, kremena.

Ultrazvuk u elektronici

Ultrazvuk tehnika se često koristi u elektronici. U ovom području, često postoji potreba za održavanje električnog signala u odnosu na neke druge. Znanstvenici su pronašli dobro rješenje, predložio upotrebu ultrazvučnih kašnjenja linije (skraćeno - LZ). Njihovo djelovanje se temelji na činjenici da su električni impulsi pretvaraju u ultrazvučnih mehaničkih vibracija. Kako se to dogodilo? Činjenica da je ultrazvučna brzina je znatno manje nego što razviju elektromagnetske valove. Napon impuls nakon reverzne pretvaranje u elektro mehanički oscilacija bit će odgođen u odnosu na izlazne linije ulazni impuls.

Piezoelektrični i magnetostirktivnog pretvornici koriste se za pretvaranje električne u mehaničku oscilacija i leđa. LZ u skladu s tim podijeljen na piezoelektrični i magnetostirktivnog.

Ultrazvuk u medicini

Razne vrste ultrazvuka se koriste za utjecaj na žive organizme. U medicinskoj praksi, njegova uporaba je sada vrlo popularan. Ona se temelji na učincima koji se javljaju u biološkim tkivima, kada oni prolaze kroz ultrazvuk. Valovi uzrokovati oscilacije čestica medija, koji stvara neku vrstu mikro-masaža tkiva. Apsorpcije ultrazvuk dovodi do lokalnog zagrijavanja. Međutim, u biološkim tekućinama pojaviti određene fizikalno-kemijske transformacije. Ove pojave su posljedica u slučaju umjerenog intenziteta zvuka nepopravljive štete. Oni samo poboljšati metabolizam i na taj način pridonijeti vitalnim funkcijama organizma izložen. Takve pojave se upotrebljavaju u ultrazvučnom zavijati terapiji.

Ultrazvuk u kirurgija

Kavitacija i jaka grijanje na višim intenzitetom dovesti do uništenja tkiva. Ovaj efekt se danas koristi u kirurgiji. Žarišna ultrazvuk služi za kirurške zahvate, omogućuje lokalni omotača u dubokim struktura (na primjer, mozak) bez oštećivanja okolnog. Ultrazvučni instrumenti se koriste u kojima je radni kraj ima oblik lista pile, skalpela, igle. Fluktuacije nametnute im dati nove kvalitete na tim uređajima. Potrebna sila uvelike smanjena, čime se smanjuje trauma operaciju. Također je prikazano analgetski i hemostatskih učinke. Utjecaj tupim predmetom uz korištenje ultrazvuka se koristi za uništavanje tijela pojavila u nekim vrstama tumora.

Utjecaj na biološkim tkivima je učinjeno kako bi uništiti mikroorganizme i koriste u procesu sterilizacije lijekova i medicinskih instrumenata.

Istraživanje unutarnjih organa

U osnovi, to je studija trbušne šupljine. U tu svrhu poseban uređaj. Ultrazvuk se može koristiti za otkrivanje i razlikovati različite anomalije tkiva i anatomskih struktura. Problem je često da: postoji sumnja na malignitet i zahtijeva razlikovati ga od formiranja benigni ili zarazne.

Ultrazvuk je korisna u proučavanju jetre i za druge poslove, koji uključuju detekciju opstrukcija žučnih bolesti, kao i ispitivanje žučnog mjehura za otkrivanje prisutnosti tamo kamenja i drugih bolesti. Nadalje, može se primijeniti istraživanje cirozu i drugih dobroćudnih difuznih bolesti jetre.

U području ginekologije, uglavnom u analizi jajnika i maternice, primjena ultrazvuka je za dugo vremena, glavni smjer u kojem se obavlja osobito uspješan. Često, tu je potrebno razlikovanje benignih i malignih tumora, što obično zahtijeva najbolju moguću kontrast i prostornu rezoluciju. Slični rezultati mogu biti korisne u proučavanju raznih drugih unutarnjih organa.

Primjena ultrazvuka u stomatologiji

Ultrazvuk je pronašao svoju primjenu u stomatologiji, gdje se koristi za uklanjanje kamenca. To omogućuje brzo, bez krvi i bezbolno uklanjanje naslaga i kamena. Tako oralna sluznica nije ozlijeđen, a „džepovi” šupljina dezinficirati. Umjesto bolova pacijent doživljava osjećaj topline.