Apa yang ultrabunyi? Penggunaan teknologi ultrasound, dan ubat-ubatan

abad ke-21 - abad elektronik, atom, penerokaan angkasa lepas dan ultrasound. Agak muda hari ini sains ultrasound. Dalam abad ke-19 P. N. Lebedev, seorang saintis Rusia, fisiologi, menghabiskan kajian pertamanya. Ramai saintis terkemuka telah mula dilakukan selepas ultrasound ini.

Apa yang ultrabunyi?

Ultrasound - tersebar di gelombang berayun gerakan, yang membuat zarah sederhana. Ia mempunyai ciri-ciri sendiri, yang berbeza dari jarak yang boleh didengar bunyi. Agak mudah untuk mendapatkan sinaran pelbagai arah ultrasonik. Di samping itu, ia juga memberi tumpuan, dan hasilnya, meningkatkan keamatan getaran dibuat. Untuk pembiakan dalam pepejal, cecair dan gas, ultrasound mencipta fenomena yang menarik, yang mendapati aplikasi praktikal dalam pelbagai bidang teknologi dan sains. Itulah yang ultrasound, yang berperanan dalam pelbagai bidang kehidupan hari ini adalah sangat tinggi.

Peranan ultrasound dalam ilmu dan amalan

Ultrasound pada tahun-tahun kebelakangan ini mula bermain dalam penyelidikan saintifik peranan yang semakin penting. penyelidikan eksperimen dan teori dalam bidang arus akustik dan peronggaan ultrasonik telah berjaya dilaksanakan, yang membenarkan saintis untuk membangunkan proses yang berlaku apabila terdedah kepada ultrasound dalam fasa cecair. Ia adalah satu kaedah yang kuat untuk kajian pelbagai fenomena dalam bidang ini pengetahuan, seperti fizik. Ultrasound digunakan, sebagai contoh, dalam fizik semikonduktor dan kukuh. Hari ini membentuk kawasan yang berasingan kimia, yang dipanggil "kimia ultrasonik". permohonan yang membolehkan untuk mempercepatkan banyak proses kimia-teknologi. Ia muncul sebagai akustik molekul - seksyen baru akustik yang mengkaji interaksi molekul dengan bahan daripada gelombang bunyi. Terdapat permohonan baru ultrasound: Holografi, introscopy, Acoustoelectronics, fazomeriya ultrasonik, akustik kuantum.

Selain kerja eksperimen dan teori dalam bidang ini, hari ini telah dijalankan banyak praktikal. Dan dibangunkan mesin ultrasound tujuan khas, pemasangan yang beroperasi di bawah tekanan statik yang tinggi, dan lain-lain. Diperkenalkan dalam pengeluaran tetapan automatik ultrasonik termasuk dalam barisan pengeluaran, yang ketara boleh meningkatkan produktiviti.

Untuk maklumat lanjut mengenai ultrasound

Beritahu kami lebih lanjut mengenai apa yang ultrasound. Kita telah bercakap tentang hakikat bahawa ini gelombang anjal dan getaran. Kekerapan ultrasound adalah 15-20 kHz. sifat subjektif pendengaran kita ditentukan had yang lebih rendah daripada frekuensi ultrasonik, yang memisahkan ia dari frekuensi bunyi yang boleh didengar. sempadan ini, oleh itu, adalah bersyarat, dan setiap daripada kita dengan cara yang berbeza menentukan apa ultrasound. Had atas ditunjukkan oleh gelombang elastik, sifat fizikal mereka. Mereka diedarkan hanya dalam medium material, iaitu, panjang gelombang yang perlu menjadi ketara lebih besar daripada laluan bebas min molekul gas di dalam jarak yang sama atau antara atom dalam pepejal dan cecair. Pada tekanan biasa dalam gas atas kekerapan had ultrasonik - 10 ⁹ Hz, manakala pepejal dan cecair - 10 ¹² -10 ¹³ Hz.

sumber ultrasound

Ultrasound didapati secara semula jadi juga sebagai komponen bunyi semula jadi (air terjun, angin, hujan dan batu-batu kecil, gulung melayari, serta mengiringi bunyi dan pelepasan Chance t. D.), Dan sebagai sebahagian daripada dunia haiwan. Mereka adalah sebahagian daripada spesies yang digunakan untuk orientasi di angkasa, mengesan halangan. Adalah diketahui bahawa penggunaan ultrasound dalam ikan lumba-lumba alam semula jadi (terutamanya frekuensi 80-100 kHz). Sangat besar dalam kes ini boleh menjadi kuasa isyarat radar dipancarkan. Adalah diketahui bahawa ikan lumba-lumba dapat mengesan Shoals ikan, yang pada jarak sehingga satu kilometer.

Pemancar Cahaya (sumber) ultrasound dibahagikan kepada 2 kumpulan. Pertama - penjana di mana ayunan teruja kerana kehadiran halangan-halangan ini, dipasang di jalan aliran malar - gas atau jet cecair. Kumpulan kedua, yang boleh sumber ultrasound digabungkan, - transduser electroacoustic yang menukar semasa yang telah ditetapkan atau voltan ayunan ke dalam ayunan mekanikal komited badan pepejal pemancar gelombang akustik ke alam sekitar.

penerima ultrasound

Pada sederhana dan frekuensi rendah penerima ultrasound adalah jenis yang paling biasa piezoelektrik transduser electroacoustic. Mereka boleh mengeluarkan semula bentuk isyarat akustik yang dihasilkan, yang diwakili sebagai pergantungan masa tekanan bunyi. Peranti boleh sama ada jalur lebar atau salunan - bergantung kepada sama ada mereka adalah bertujuan untuk aplikasi persekitaran awam. Pengesan haba digunakan untuk menyediakan ciri-ciri medan bunyi purata masa ke masa. Mereka dilindungi dengan termistor bahan penyerap bunyi atau termogandingan. Tekanan akustik dan intensiti boleh dinilai juga oleh kaedah optik seperti pembelauan cahaya oleh ultrasound.

Mana ultrasound digunakan?

Terdapat banyak bidang aplikasi, dalam kes ini, ciri-ciri pelbagai ultrasound. Kawasan-kawasan ini boleh dibahagikan bersyarat kepada tiga kawasan. Yang pertama daripada mereka adalah berkaitan dengan, sekali gus mendapatkan gelombang ultrasonik maklumat yang berbeza. Kedua arah - kesan aktif pada semangatnya. ketiga A dikaitkan dengan penghantaran isyarat dan pemprosesan isyarat. Dari ultrasonik jalur frekuensi yang digunakan dalam setiap kes. Kami akan hanya sebahagian daripada banyak kawasan di mana ia telah menemui permohonannya.

Pembersihan dengan ultrasound

Kualiti rawatan itu tidak boleh dibandingkan dengan kaedah lain. Apabila membilas barangan, sebagai contoh, di permukaan daripadanya dikekalkan sehingga 80% daripada bahan-bahan, kira-kira 55% - apabila pembersihan bergetar, kira-kira 20% - dalam manual dan dengan ultrasound tidak lebih daripada 0.5% kekotoran. Bahagian yang mempunyai bentuk yang kompleks, boleh juga jelas hanya dengan bantuan ultrasound. Satu kelebihan penting menggunakannya adalah satu prestasi yang tinggi, dan kos rendah buruh manual. Selain itu, ia adalah mungkin untuk menggantikan pelarut organik mahal dan terbakar murah dan selamat penyelesaian akueus memohon freon cecair dan lain-lain.

Satu masalah yang serius - pencemaran jelaga udara, asap, habuk, oksida logam, dan lain-lain boleh digunakan satu kaedah pembersihan ultrasonik udara dan gas kepada bolong tanpa mengira kelembapan dan suhu ... Jika transduser ultrasound diletakkan di dalam ruang debu, beratus-ratus kali untuk meningkatkan keberkesanan tindakan. Apakah intipati rawatan ini? Secara rawak bergerak zarah habuk dalam udara lebih dan lebih kerap berlanggar antara satu sama lain di bawah tindakan getaran ultrasonik. Walau bagaimanapun, saiz mereka dapat ditambah dengan hakikat bahawa mereka bergabung. Pembekuan adalah proses membesarkan zarah. perangkap penapis khas berwajaran dan dijumlahkan kambing domba.

Pemesinan bahan-bahan rapuh dan superhard

Jika anda memasukkan antara bahan kerja dan permukaan kerja alat yang menggunakan ultrasound, bahan kasar, zarah kasar semasa operasi radiator akan memberi kesan kepada permukaan bahagian. Apabila bahan ini dimusnahkan dan dikeluarkan, tertakluk kepada pemprosesan oleh pelbagai diarahkan mikroudarov. Kinematik rawatan terdiri daripada usul utama - memotong alat yang diperbuat daripada ayunan membujur dan menengah - gerakan suapan, yang membawa alat.

Ultrasound dapat melakukan pekerjaan yang berbeza. Untuk bijirin kasar sumber tenaga adalah getaran membujur. Mereka memusnahkan bahan yang diproses. memberi makan gerakan (aksesori) boleh menjadi bulat, melintang dan membujur. dengan rawatan ultrasound mempunyai ketepatan yang lebih besar. Bergantung kepada jenis bijirin adalah kasar, ia adalah dari 1 hingga 50 mikron. Menggunakan alat-alat bentuk yang berbeza, ia adalah mungkin untuk membuat bukan sahaja lubang tetapi juga cutouts kompleks, kapak melengkung, ukiran, Mengempelas, pembuatan matriks dan juga gerudi berlian. Digunakan sebagai bahan pelelas - corundum, berlian, pasir kuarza, batu api.

Ultrasound dalam elektronik

Teknik ultrasound sering digunakan dalam elektronik. Di kawasan ini, sering terdapat keperluan untuk mengadakan isyarat relatif elektrik untuk beberapa yang lain. Para saintis telah menemui penyelesaian yang baik, mencadangkan penggunaan garis kelewatan ultrasonik (singkatan - LZ). tindakan mereka adalah berdasarkan kepada fakta bahawa impuls elektrik ditukarkan kepada ultrasonik getaran mekanikal. Bagaimana ini berlaku? Hakikat bahawa halaju ultrasonik adalah ketara kurang daripada apa yang membangunkan gelombang elektromagnet. Voltan nadi selepas transformasi terbalik ke dalam ayunan mekanikal elektrik akan ditangguhkan relatif kepada garis output nadi input.

Piezoelektrik dan transduser magnetorintangan digunakan untuk menukar elektrik untuk ayunan mekanikal dan belakang. LZ sewajarnya dibahagikan kepada piezoelektrik dan magnetorintangan.

Ultrasound dalam Perubatan

Pelbagai jenis ultrasound digunakan untuk memberi kesan kepada organisma hidup. Dalam amalan perubatan, penggunaannya kini sangat popular. Ia adalah berdasarkan kepada kesan yang berlaku dalam tisu biologi apabila melalui ultrabunyi. Ombak menyebabkan ayunan zarah sederhana, yang mewujudkan sejenis tisu mikro-urut. A penyerapan ultrasound membawa kepada pemanasan tempatan. Walau bagaimanapun, dalam cecair biologi berlaku perubahan fiziko-kimia tertentu. Fenomena ini adalah disebabkan dalam kes intensiti sederhana kerosakan tak berbalik bunyi. Mereka hanya meningkatkan metabolisme, sekali gus menyumbang kepada fungsi-fungsi utama organisma terdedah kepadanya. fenomena tersebut digunakan dalam terapi menggonggong ultrasonik.

Ultrasound dalam Pembedahan

Peronggaan dan pemanasan yang kuat pada tahap lebih tinggi membawa kepada kemusnahan tisu. Kesan ini digunakan hari ini dalam pembedahan. ultrasound fokus digunakan untuk operasi pembedahan, membolehkan pengurangan tempatan dalam struktur dalam (cth, otak) tanpa merosakkan sekitarnya. Alat-alat pembedahan ultrasonik digunakan di mana akhirnya bekerja mempunyai bentuk bilah gergaji, pisau bedah, jarum. Turun naik yang dikenakan ke atas mereka, memberi kualiti yang baru untuk peranti ini. Daya yang diperlukan dikurangkan, dengan itu mengurangkan pembedahan trauma. Juga menunjukkan kesan analgesik dan hemostatic. Kesan instrumen tumpul dengan penggunaan ultrasound digunakan untuk kemusnahan badan muncul dalam beberapa jenis tumor.

Kesan pada tisu biologi dilakukan untuk memusnahkan mikroorganisma dan digunakan dalam proses pensterilan farmaseutikal dan peralatan perubatan.

Kajian organ-organ dalaman

Pada asasnya, ia adalah satu kajian rongga abdomen. Untuk tujuan ini peranti khas. Ultrasound boleh digunakan untuk mengesan dan membezakan pelbagai anomali tisu dan struktur anatomi. Masalahnya sering adalah bahawa: ada disyaki keganasan dan memerlukan membezakannya daripada pembentukan benign atau berjangkit.

Ultrasound adalah berguna dalam kajian hati dan untuk tugas-tugas lain yang termasuk mengesan halangan dan penyakit biliary, serta pemeriksaan pundi hempedu untuk mengesan kehadiran di dalamnya berbagai jenis batu dan pathologies lain. Tambahan pula, ia boleh digunakan sirosis penyelidikan dan lain-lain penyakit hati meresap rendah.

Dalam bidang ginekologi, terutamanya dalam analisis ovari dan rahim, penggunaan ultrasound adalah untuk masa yang lama, arah utama di mana ia dijalankan terutamanya berjaya. Selalunya, terdapat juga perlu pembezaan tumor benigna dan malignan, yang biasanya memerlukan Sebaliknya yang terbaik dan resolusi spatial. penemuan yang serupa mungkin berguna dalam kajian pelbagai organ-organ dalaman yang lain.

Penggunaan ultrasound dalam bidang pergigian

Ultrasound juga mendapati permohonan dalam bidang pergigian di mana ia digunakan untuk mengeluarkan tartar. Ia membolehkan cepat, tanpa pertumpahan darah dan tidak menyakitkan untuk membuang plak dan batu. Oleh itu mukosa oral tidak cedera, dan "poket" rongga kuman. Bukannya sakit pesakit mengalami rasa kehangatan.