Ano ang ultrasound? Ang paggamit ng ultrasound teknolohiya, at gamot

Ika-21 siglo - ang siglo ng electronics, atomic, space paggalugad at ultrasound. Medyo batang ngayon ang science ng ultrasound. Sa huli ika-19 siglo P. N. Lebedev, isang Russian siyentipiko, physiologist, na ginugol ang kanyang mga unang pag-aaral. Maraming mga kilalang siyentipiko ay may sinimulan upang gawin pagkatapos ultrasound na ito.

Ano ang ultrasound?

Ultrasound - ay kumakalat sa waves oscillating na paggalaw, na kung saan gumawa ng mga particle ng medium. Ito ay may sarili nitong mga katangian, na kung saan ay naiiba mula sa naririnig na hanay ng mga tunog. Relatibong madaling upang makuha ang ultrasonic hanay itinuro radiation. Bilang karagdagan, ito ay mahusay na nakatutok, at bilang isang resulta, pinatataas ang intensity ng vibration ginawa. Para sa pagpapalaganap sa solids, likido at gas, ultrasound ay lumilikha ng mga kagiliw-giliw phenomena, na kung saan nakita ang mga praktikal na aplikasyon sa maraming larangan ng teknolohiya at agham. Iyan ay kung ano ang ultrasound, na ang papel sa iba't-ibang mga spheres ng buhay ngayon ay napakataas.

Ang papel na ginagampanan ng ultratunog sa agham at pagsasanay

Ultrasound sa mga nakaraang taon ay nagsimulang upang i-play sa siyentipikong pananaliksik unting mahalagang papel. Pang-eksperimentong at panteorya pananaliksik sa larangan ng acoustic alon at ultrasonic cavitation ay matagumpay na natupad, na kung saan pinapayagan ang mga siyentipiko upang bumuo ng mga proseso na nagaganap kapag nailantad sa ultrasound sa liquid phase. Ito ay isang malakas na pamamaraan para sa pag-aaral ng iba't ibang mga phenomena sa larangan na ito ng kaalaman, tulad ng pisika. Ultrasound ay ginagamit, halimbawa, sa semiconductor pisika at matatag. Ngayon nabuo ng isang hiwalay na lugar ng kimika, na tinatawag na "ultrasonic kimika". ay nagbibigay-daan sa kanyang application upang pabilisin ang isang pulutong ng chemical-teknolohikal na proseso. Ito ay lumitaw bilang ang molecular acoustics - isang bagong seksyon ng acoustics na nag-aaral ng molecular pakikipag-ugnayan sa ang mga sangkap ng sound waves. Nagkaroon ng mga bagong application ng ultratunog: holograpya, introscopy, Acoustoelectronics, ultrasonic fazomeriya, quantum akustika.

Bilang karagdagan sa mga pang-eksperimentong at panteorya trabaho sa larangan, ngayon ay natupad maraming mga praktikal na. At binuo espesyal na-layunin ultrasound machine, mga pag-install na gumana sa ilalim ng mataas na static na presyon, at iba pa. Ipinakilala sa ang produksyon ng ultrasonic mga setting ng awtomatikong kasama sa mga linya ng produksyon, na kung saan ay maaaring makabuluhang taasan ang pagiging produktibo.

Para sa karagdagang impormasyon sa ultrasound

Sabihin sa amin ang higit pa tungkol sa kung ano ang ultrasound. Nakapagpadala na kami ng talked tungkol sa ang katunayan na ito nababanat wave at vibration. Ang dalas ng ultrasound ay 15-20 kHz. Subjective katangian ng aming pandinig natutukoy mas mababang limitasyon ng ultrasonic frequency, na naghihiwalay sa ito mula sa dalas ng naririnig na tunog. boundary ito, samakatuwid, ay may pasubali, at bawat isa sa atin sa iba't ibang paraan ang tumutukoy kung ano ang ultrasound. Ang itaas na limitasyon ipinapahiwatig ng elastic waves, ang kanilang mga pisikal na kalikasan. Ang mga ito ay ipinamamahagi lamang sa isang materyal medium, iyon ay, ang wavelength ay dapat na malaki-laking mas malaki kaysa sa ibig sabihin ng libreng landas ng mga molecule gas naroroon sa pareho o interatomic distansya sa solids at likido. Sa normal na presyon sa gas itaas na limitasyon dalas ultrasonic - 10 ⁹ Hz, habang solids at likido - 10 ^{ng 12} -10 ¹³ Hz.

pinagkukunan ultrasound

Ultrasound matatagpuan sa natural din bilang bahagi ng natural na ingay (waterfall, hangin, ulan at pebbles, surf roll, pati na rin ang mga kasamang mga tunog at discharges Tsansang t. D.), At tulad ng isang mahalagang bahagi ng mundo hayop. Ang mga ito ay ilan sa mga uri ng hayop na ginagamit para sa orientation sa espasyo, tuklasin ang mga obstacle. Ito ay higit pang kilala na ang paggamit ultrasound sa kalikasan dolphins (unang-una frequency 80-100 kHz). Napakalaking sa kasong ito ay maaaring ang kapangyarihan ng napalabas signal ng radar. Ito ay kilala na ang mga dolphin ay able sa tiktikan Shoals ng isda, na kung saan ay sa layo na hanggang sa isang kilometro ang layo.

Emitters (pinagmumulan) ng ultrasound ay nahahati sa 2 mga grupo. Una - isang generator na kung saan ang oscillations ay excited dahil sa pagkakaroon ng mga obstacles, na naka-install sa ang paraan ng pare-pareho daloy - gas o likido jets. Ang ikalawang grupo, na kung saan ay pinagsama pinagkukunan ng ultrasound, - electroacoustic transducers na-convert predetermined kasalukuyan o boltahe osilasyon sa makina imbayog nakatuon solid katawan na nagpapalabas ng acoustic alon sa kapaligiran.

ultrasound receiver

Sa medium at mababang frequency receiver ng ultrasound ay ang pinaka-karaniwang piezoelectric type electroacoustic transducers. Maaari silang gayahin ang hugis ng ang nagreresultang acoustic signal, na ipinapakita bilang isang pagkakataon pagtitiwala ng tunog presyon. Ang aparatong ito ay maaaring maging alinman sa broadband o malagong - depende sa kung ang mga ito ay inilaan para sa pampublikong kapaligiran aplikasyon. Thermal detector na ginagamit para sa paghahanda ng ang tunog patlang katangian na-average na sa paglipas ng panahon. Sila ay sakop na may tunog-lubhang kaganyak-ganyak thermistors materyal o termoelemento. Ang acoustic presyon at intensity ay maaaring nasuri din sa pamamagitan ng optical pamamaraan tulad ng pagdidiprakt ng ilaw sa pamamagitan ng ultrasound.

Saan ultrasound ay ginagamit?

Mayroong maraming mga patlang ng application, sa kasong ito, iba't-ibang mga katangian ng ultrasound. Mga lugar na ito ay nahahati nang may pasubali sa tatlong mga lugar. Ang unang ng mga ito ay konektado sa, at sa gayon pagkuha ng ultrasonic waves ng mga iba't ibang impormasyon. Ang pangalawang direksyon - aktibong epekto sa sustansiya nito. Ang ikatlong ay nauugnay sa signal transmission at signal processing. Mula sa isang ultrasonic frequency band ay ginagamit sa bawat kaso. Kami na lamang ang ilan sa maraming mga lugar kung saan ito ay natagpuan nito application.

Paglilinis sa ultrasound

Ang kalidad ng mga naturang paggamot ay hindi maaaring kumpara sa iba pang mga pamamaraan. Kapag anlaw mga item, halimbawa, sa ibabaw niyaon ay pinananatili hanggang sa 80% ng contaminants, tungkol sa 55% - kapag ang panginig paglilinis, tungkol sa 20% - sa manual at sa ultrasound ay hindi higit sa 0.5% impurities. Bahagi na mayroon kumplikadong mga hugis, maaaring maayos malinaw na lamang sa tulong ng ultrasound. Isang mahalagang bentahe ng paggamit nito ay isang mataas na pagganap, at mababang gastos ng manual labor. Bukod dito, ito ay posible upang palitan ang mahal at madaling masunog organic solvents murang at ligtas na tubig solusyon ilapat ang isang likidong freon at iba pa.

Isang malubhang problema - polusyon ng hangin uling, usok, alikabok, metal oxides, atbp ay maaaring gamitin ng isang pamamaraan ng ultrasonic cleaning ng air at gas sa vent kanikanilang mga kahalumigmigan at temperatura ... Kung ang ultrasound transducer na inilagay sa mga dust silid, daan-daang beses upang taasan ang pagiging epektibo ng mga pagkilos nito. Ano ang kakanyahan ng paggamot na ito? Random na paglipat ng dust particle sa hangin ng higit pa at mas madalas sumalungat sa bawat isa sa ilalim ng pagkilos ng ultrasonic vibrations. Gayunman, ang kanilang laki ay nadagdagan sa pamamagitan ng katotohanan na pagsamahin ang mga ito. Pamumuo ay ang proseso ng enlarging ang maliit na butil. Espesyal na traps filter tinimbang at pagsasama-samahin ang kanilang mga kawan.

Machining ng basagin materyales at superhard

Kung ipinasok mo sa pagitan ng workpiece at ang nagtatrabaho ibabaw ng tool gamit ultrasound, nakasasakit na materyal, ang nakasasakit particle sa panahon ng operasyon ng radiator ay makakaapekto sa ibabaw ng bahagi. Kapag materyal na ito ay nawasak at inalis, sumailalim sa pagproseso sa pamamagitan ng iba't-ibang direksyon mikroudarov. Kinematika ng paggamot ay binubuo ng mga pangunahing paggalaw - cutting tool na ay gawa sa paayon imbayog at pangalawa - ang feed na kilos, na nagdadala ng patakaran ng pamahalaan.

Ultratunog ay magagawang upang gawin ang iba't ibang mga trabaho. Para sa abrasive butil na enerhiya ang pinagmulan ay paayon vibration. Sirain nila ang materyal pinoproseso. feed paggalaw (accessory) ay maaaring maging pabilog, nakahalang at pahaba. may ultratunog paggamot ay may mas higit na kawastuhan. Depende sa kung anong uri ng grain ay abrasive, ito ay 1-50 microns. Gamit ang mga tool ibang mga hugis, ito ay posible na gumawa ng hindi lamang ang butas ngunit din komplikadong cutouts, hindi tuwid axes, ukit, sanding, manufacturing matrix at kahit diamond drill. Na ginamit bilang isang abrasive materyal - corundum, diyamante, kuwarts buhangin, bato.

Ultrasound in electronics

Ang ultrasound pamamaraan ay madalas na ginagamit sa electronics. Sa lugar na ito, madalas doon ay isang pangangailangan upang i-hold ang isang de-koryenteng signal na may kaugnayan sa ilang iba pang mga. Mga siyentipiko na natagpuan ng isang magandang solusyon, iminungkahing ang paggamit ng ultrasonic pagkaantala linya (dinaglat - LZ). Ang kanilang mga aksyon ay batay sa ang katunayan na ang mga de-koryenteng impulses ay convert sa ultrasonic mechanical vibrations. Paano ito nangyari? Ang katotohanan na ang ultrasonic bilis ay malaki mas mababa kaysa sa kung saan bumuo ng electromagnetic waves. Ang boltahe pulso pagkatapos ng reverse pagbabagong-anyo sa mga de-koryenteng makina oscillations ay maaantala kaugnayan sa output linya ng input ng pulso.

Piezoelectric at magnetostrictive transducers ay ginagamit upang i-convert electrical na makina imbayog at likod. LZ nang naaayon nahahati sa piezoelectric at magnetostrictive.

Ultrasound in Medicine

Iba't-ibang uri ng ultrasound ay ginagamit upang makaapekto sa buhay na organismo. Sa medikal na pagsasanay, ang paggamit nito ay ngayon napaka-tanyag. Ito ay batay sa ang mga epekto na nagaganap sa biological tisiyu kapag pumasa ang mga iyon sa pamamagitan ng ultrasound. Ang waves maging sanhi ng oscillations ng mga particle ng medium, na lumilikha ng isang uri ng mga micro-massage tisyu. Isang ultrasound pagsipsip ay humantong sa kanyang lokal na heating. Gayunpaman, sa biological fluids nangyari ang ilang mga transformations physico-kemikal. Ang mga phenomena ay sanhi sa kaso ng katamtaman intensity ng tunog hindi maibabalik pinsala. Sila lamang mapabuti ang metabolismo, at sa gayon ay mag-ambag sa mahalagang mga pag-andar ng mga organismo nakalantad na ito. Ang nasabing phenomena ay ginagamit sa ultrasonic alulong therapy.

Ultrasound in Surgery

Cavitation at malakas na heating sa mas mataas na intensities humantong sa tissue pagkawasak. Ang epektong ito ay ginagamit ngayon sa surgery. Focal ultrasound ay ginagamit para sa kirurhiko operasyon, pagpapagana ng lokal na pag-ubos sa malalim na istraktura (hal utak) nang walang damaging ang mga nakapaligid. Ang ultrasonic kirurhiko instrumento ay ginagamit kung saan ang mga nagtatrabaho end ay may anyo ng nakita talim, panistis, needles. Pagbabagu-bago ipataw sa kanila, magbigay ng bagong katangian sa mga aparatong ito. Ang mga kinakailangang puwersa ay lubos na nabawasan, na siyang nagpapababa trauma surgery. ipinapakita rin analgesic at hemostatic epekto. Ang epekto ng isang pudpod instrumento sa paggamit ng ultratunog ay ginagamit para sa pagkasira ng katawan ay lumitaw sa ilang mga uri ng mga bukol.

Epekto sa biological tisiyu ay ginagawa upang sirain ang microorganisms at ginagamit sa proseso ng isterilisasyon ng mga parmasyutiko at medikal instrumento.

Ang pag-aaral ng mga laman-loob

Talaga, ito ay isang pag-aaral ng tiyan lukab. Para sa layuning ito ng isang espesyal na aparato. Ultrasound ay maaaring gamitin upang makita at makilala ang mga iba't-ibang mga anomalya ng mga tisiyu at pangkatawan istraktura. Ang problema ay madalas na: may hinala ng kapaniraan at nangangailangan ng makilala ito mula sa pagbuo ng isang kaaya-aya o nakakahawa.

Ultrasound ay kapaki-pakinabang sa pag-aaral ng atay at para sa iba pang mga gawain, na kung saan isama ang pagtuklas ng pag-abala at ng apdo sakit, pati na rin ang pagsusuri ng gallbladder upang matuklasan ang pagkakaroon ganyang bagay ng mga bato at iba pang mga pathologies. Higit pa rito, maaari itong inilapat pananaliksik sirosis at iba pang benign nagkakalat ng atay sakit.

Sa larangan ng hinekolohiya, higit sa lahat sa pag-aaral ng obaryo at matris, application ng ultratunog ay para sa isang mahabang panahon, ang pangunahing direksyon kung saan ito ay isinasagawa lalo na matagumpay. Kadalasan, diyan ay kailangan din pagkita ng kaibhan ng mga kaaya-aya at mapagpahamak tumor, na karaniwang nangangailangan ng pinakamahusay na posibleng contrast at spatial resolution. Katulad na mga natuklasan ay maaaring maging kapaki-pakinabang sa pag-aaral ng mga iba't-iba pang mga laman-loob.

Ang paggamit ng ultrasound sa dentistry

Ultrasound ay matatagpuan din sa aplikasyon nito sa pagpapagaling ng mga ngipin kung saan ito ay ginagamit upang alisin ang Tartaro. Ito ay nagbibigay-daan sa mabilis, walang dugo at walang kahirap-hirap alisin plaka at bato. Kaya oral mucosa ay hindi nasugatan, at "bulsa" cavity desimpektado. Sa halip na sakit ang isang pasyente ay nakakaranas ng isang pakiramdam ng init.