Посещая больницу, люди часто слышат слово УЗИ, что за этими буквами стоит попробуем разобраться в данной статье. УЗИ – это сокращение от слов «ультразвуковое исследование». Чтобы пройти это исследование, врачу понадобиться воспользоваться ультразвуковыми приборами. Как работают ультразвуковые приборы? Для этого давайте узнаем, что называют ультразвуком. Называют ультразвуком гибкие волны, частота этих волн пролегает за уровнем слышимости человеческого диапазона. Уровень таких волн распространяется в диапазоне 20 кГц и более. Такие волны распространяются в жидкой, твёрдой и газообразной среде. У людей граница слышимости ухом распространяется в пределах от семи до двадцати пяти килогерц. А через костную ткань человек воспринимает ультразвуковую частоту от 30 до 40 кГц. Граница ультразвуковой частоты достигает 1014 герц, а это говорит о том, что длина волны становится практически межмолекулярным расстоянием твёрдого тела или жидкости. Для газа этот предел чуть ниже и его определяют с помощью длины свободного движения молекул.
Работа ультразвукового прибора
Работа ультразвукового прибора заключается в подаче тока на пьезоэлемент, после чего ток трансформируется в механическое колебание и в этот же время начинает излучать ультразвуковую волну. С помощью незамысловатого преобразователя, испускаемые ультразвуковые волны собирают в пучок и направляют в ткани человека. После соприкосновения с тканями человека, часть волн отражается и поступает обратно в пьезоэлемент. Рассчитав время, затраченное на прохождение волны, вычисляется расстояние до столкновения с тканью человека. Современные приборы обрабатывают полученную информацию и обрисовывают точками мест столкновений. В результате на экране вы увидите изображение. В том месте где больше столкновений означает более плотную ткань. Разные ткани человека имеют разную структуру, химические и физические параметры, поэтому на экране мы увидим разную контрастность разных тканей, что даёт информацию врачу.
Эффективность ультразвука
Полезное и эффективное применение ультразвуковых волн человечество научилось использовать в разных направлениях. Одним из направлений это эхо локация и гидролокация. Использование нашло применение в пищевой, оборонной и добывающей промышленности.
Гидролокатор был сделан в 1912 году, для предупреждения моряков о приближающемся судне, айсберга или суши. Этот прибор один из первых применял способ отражения и восприятия звуковых волн. Эхолотом же сейчас исследуют рельеф дна, наличие рыбы и других предметов на дне.
Акустоэлектроника сейчас применяется в телевидении, с прямым применением в полосовом фильтре частот, считывая изображение.
В радиоэлектронике ультразвук применяют в пьезоэлектрических преобразователях.
Применение ультразвука нашлось и в промышленности, при резке или сварке. Так производят сложнейшие вырезы, проводят шлифовку и сверление. Научились делать холодную ультразвуковую сварку и контроль за качеством также применяет ультразвуковой контроль.
В металлургии делают ультразвуковую дефектоскопию, которая является самым эффективным способом контроля при оценке качества деталей из металла. Таким образом выявляют внутри металла пустоты или микротрещины, определяют усталость металлов.
В хирургии и терапии, ультразвук нашёл широкое применение. От распыления лекарства в ингаляции, разрушение тканей, исследование тканей и до применения в оптике, где производят фильтрацию светового излучения.
Заключая всё выше описанное появляется осознание, что ультразвук открыл человечеству огромные возможности, он стал использоваться во всех сферах нашей жизни, и с каждым днём эти возможности расширяются с приходом новых идей.