تولید سونوگرافی

& quot;super" ویژگی اولتراسوند از این واقعیت ناشی می شود که کران پایینی باند فرکانسی آن از شنوایی انسان بیشتر است، اما اگر آن را از نظر طول موج تجزیه و تحلیل کنید، طول موج اولتراسوند در واقع کوتاهتر است. دانشمندان فاصله بین دو قله یا فرورفتگی موج مجاور را طول موج می نامند. طول موج امواج مکانیکی که گوش انسان ما می تواند بشنود 2cm~20m (2cm~20m) است. بنابراین امواج مکانیکی با طول موج کمتر از 2 سانتی متر را&فراصوت می نامیم." با این حال، در کاربردهای عملی، امواج مکانیکی با طول موج کمتر از 3.4 سانتی متر (بالاتر از 10000 هرتز) را می توان به عنوان تحقیقات اولتراسونیک در نظر گرفت. طول موج اولتراسوند معمولاً برای تشخیص پزشکی 10μm ~ 350μm است.

اولتراسوند نوعی موج مکانیکی است. برای انتشار باید به محیط متکی باشد و نمی تواند در خلاء (مانند فضا) وجود داشته باشد. بنابراین، ما نمی‌توانیم از امواج فراصوت در خلاء استفاده کنیم، اما همچنان می‌توانیم از تجهیزات مرتبط با امواج الکترومغناطیسی (شامل امواج رادیویی، مایکروویوها و پرتوهای مادون قرمز) استفاده کنیم. ، نور مرئی، اشعه ماوراء بنفش، اشعه ایکس، اشعه گاما و غیره)، با استفاده از فناوری امواج الکترومغناطیسی.

در هوا، امواج اولتراسونیک به امواج مکانیکی با طول موج کمتر از 2 سانتی متر اطلاق می شود (مثلاً 1.7 سانتی متر، طول موج 2 سانتی متر مربوط به 17000 هرتز است، طول موج 1.7 سانتی متر مربوط به 20000 هرتز است، در واقع استاندارد ثابتی وجود ندارد. فقط مقداری که به راحتی قابل یادآوری است) و طول موج آن بسیار کوتاه است. کمتر از حد پایین‌تر عمومی شنوایی انسان (2 سانتی‌متر)، مردم این امواج مکانیکی نامفهوم را امواج فراصوت می‌نامند و طول موج امواج فروصوت عموماً بیشتر از 20 متر است (مثلاً 17 متر، طول موج 20 متر مربوط به 17 هرتز است، طول موج 17 متر مربوط به 20 هرتز)، بالاتر از حد بالایی طول موج شنوایی. در کاربردهای عملی، امواج اولتراسونیک اغلب با دامنه امواج صوتی قابل شنیدن با موج کوتاه منطبق است و امواج مکانیکی با طول موج کمتر از 3.4 سانتی متر (10000 هرتز) را می توان به عنوان تحقیقات اولتراسونیک در نظر گرفت.

طول موج آن بسیار کوتاهتر از امواج صوتی معمولی است، بنابراین می توان از آن برای برش، جوشکاری، حفاری و غیره استفاده کرد. به دلیل طول موج کوتاه آن، ویژگی های بسیاری دارد: اولاً ناهمسانگردی انتشار ناشی از طول موج کوتاه و همچنین به دلیل طول موج کوتاه. طول موج کوتاه و توانایی پراش ضعیف آن. اگرچه ناهمسانگردی خوبی دارد، اما تلفات زیادی در هوا دارد و قابل انتقال نیست. دور، نفوذ ضعیف، آسان برای پراکندگی. سونوگرافی معمولا در صنعت و پزشکی برای تشخیص اولتراسونیک استفاده می شود. اولتراسوند، مادون صوت و صدای قابل شنیدن اساساً یکسان هستند. وجه مشترک آنها یک موج مکانیکی است که معمولاً در محیط های الاستیک به شکل امواج طولی منتشر می شود. این نوعی انتشار انرژی است. تفاوت امواج اولتراسونیک است. بلند و کوتاه، می تواند در امتداد یک خط مستقیم در فاصله معینی با پراش کمی حرکت کند و ناهمسانگردی خوبی دارد. با این حال، در مقایسه با صدای قابل شنیدن و مادون صوت، قدرت نفوذ ضعیفی دارد و به راحتی پخش می شود.

قوانین انتشار انعکاس، شکست، پراش و پراکندگی امواج مافوق صوت در محیط اساساً با قوانین امواج صوتی فروصوت و شنیدنی تفاوتی ندارد. اما طول موج اولتراسوند بسیار کوتاه است، فقط چند سانتی متر، حتی چند هزارم میلی متر. امواج اولتراسونیک در مقایسه با سایر امواج دارای ویژگی‌های زیادی هستند: ویژگی‌های انتشار - طول موج امواج اولتراسونیک بسیار کوتاه است و اندازه موانع معمولی چندین برابر طول موج امواج مافوق صوت است. بنابراین امواج اولتراسونیک دارای نفوذ ضعیف، قابلیت پراش ضعیف و پراکندگی آسان هستند. . می تواند در یک خط مستقیم در محیط همگن منتشر شود اما پراش آن دشوار است. هر چه طول موج موج اولتراسونیک کوتاه تر باشد، مشخصه واضح تر است. علاوه بر این، طبق قانون پراکندگی ریلی، شدت موج پراکنده با توان چهارم طول موج نسبت معکوس دارد و طول موج موج اولتراسونیک بسیار کوتاه است. ، پس پراکندگی بسیار جدی است و قدرت نفوذ خوب نیست. کاویتاسیون ─ ─ هنگامی که موج اولتراسونیک در محیط منتشر می شود، یک دوره متناوب مثبت و منفی وجود دارد. در فاز مثبت، موج اولتراسونیک مولکول های محیط را فشرده می کند تا چگالی اصلی محیط را تغییر داده و آن را افزایش دهد. در فاز فشار منفی هنگامی که مولکول های محیط کم و بیشتر پراکنده می شوند، چگالی محیط کاهش می یابد. هنگامی که یک موج اولتراسونیک به اندازه کافی قوی به محیط مایع اعمال می شود، میانگین فاصله بین مولکول های محیط از فاصله مولکولی بحرانی که محیط مایع را ثابت نگه می دارد، بیشتر می شود. شکستگی رخ می دهد و میکروحباب ها تشکیل می شوند. این حفره های کوچک به سرعت منبسط و بسته می شوند و باعث برخورد شدید بین ذرات مایع می شوند و در نتیجه فشارهایی بین هزاران تا ده ها هزار اتمسفر ایجاد می شود. این فعل و انفعال شدید بین ذرات اثر همزن خوبی دارد، به طوری که دو مایع غیرقابل اختلاط (مانند آب و روغن) امولسیون شده و انحلال املاح را تسریع می کنند. اثرات مختلف ناشی از عمل امواج اولتراسونیک در مایع را کاویتاسیون اولتراسونیک می نامند.