УЗИ -Ultrasound

Ультразвуковое изображение (сонограмма) плода в утробе матери, осмотр на 12 неделе беременности (двумерное сканирование)
Ультразвуковое исследование
УЗИ плода

Ультразвук – это звуковые волны с частотами выше верхнего предела слышимости человеческого слуха . Ультразвук не отличается от «нормального» (слышимого) звука по своим физическим свойствам, за исключением того, что люди его не слышат. Этот предел варьируется от человека к человеку и составляет примерно 20 килогерц (20 000 герц) у здоровых молодых людей. Ультразвуковые аппараты работают с частотами от 20 кГц до нескольких гигагерц.

Ультразвук используется во многих областях. Ультразвуковые устройства используются для обнаружения объектов и измерения расстояний. Ультразвуковая визуализация или сонография часто используются в медицине . При неразрушающем контроле изделий и конструкций ультразвук используется для обнаружения невидимых дефектов. В промышленности ультразвук используется для очистки, перемешивания и ускорения химических процессов. Такие животные, как летучие мыши и морские свиньи , используют ультразвук для обнаружения добычи и препятствий.

История

Свисток Гальтона , одно из первых устройств, производящих ультразвук.

Акустика , наука о звуке , восходит к Пифагору в 6 веке до н.э., который писал о математических свойствах струнных инструментов . Эхолокация у летучих мышей была открыта Ладзаро Спалланцани в 1794 году, когда он продемонстрировал, что летучие мыши охотятся и ориентируются с помощью неслышимых звуков, а не зрения. Фрэнсис Гальтон в 1893 году изобрел свисток Гальтона , регулируемый свисток , производивший ультразвук, который он использовал для измерения диапазона слуха людей и других животных, продемонстрировав, что многие животные могут слышать звуки выше диапазона слуха человека. Первым технологическим применением ультразвука была попытка обнаружения подводных лодок Полем Ланжевеном в 1917 году. Пьезоэлектрический эффект , открытый Жаком и Пьером Кюри в 1880 году, использовался в преобразователях для генерации и обнаружения ультразвуковых волн в воздухе и воде.

Определение

Приблизительные диапазоны частот, соответствующие ультразвуку, с приблизительным указанием некоторых приложений.

Ультразвук определяется Американским национальным институтом стандартов как « звук на частотах выше 20 кГц». В воздухе при атмосферном давлении ультразвуковые волны имеют длину волны 1,9 см или меньше.

Восприятие

Медицинский результат УЗИ на листе бумаги

Люди

Верхний предел частоты у человека (примерно 20 кГц) обусловлен ограничениями среднего уха . Слуховое ощущение может возникнуть, если ультразвук высокой интенсивности подается непосредственно в череп человека и достигает улитки через костную проводимость , не проходя через среднее ухо.

Дети могут слышать некоторые высокие звуки, которые не слышат пожилые люди, потому что у людей верхний предел слуха имеет тенденцию к снижению с возрастом. Американская компания сотовых телефонов использовала это для создания сигналов вызова, которые предположительно слышны только молодым людям, но многие пожилые люди могут слышать эти сигналы, что может быть связано со значительным изменением возрастного ухудшения верхнего порога слуха. Mosquito — это электронное устройство, использующее высокие частоты для отпугивания молодых людей.

Животные

Летучие мыши используют ультразвук для навигации в темноте.
Собачий свисток , свисток, излучающий звук в ультразвуковом диапазоне, используемый для дрессировки собак и других животных.

Летучие мыши используют различные методы ультразвуковой дальности ( эхолокации ) для обнаружения своей добычи. Они могут обнаруживать частоты выше 100 кГц, возможно, до 200 кГц.

Многие насекомые обладают хорошим ультразвуковым слухом, и большинство из них — ночные насекомые, которые прислушиваются к эхолокирующим летучим мышам . К ним относятся многие группы мотыльков , жуков , богомолов и златоглазок . Услышав звук летучей мыши, некоторые насекомые будут делать маневры уклонения , чтобы избежать поимки. Ультразвуковые частоты вызывают у совки рефлекторное действие , заставляющее ее слегка приседать во время полета, чтобы уклониться от атаки. Тигровые бабочки также издают щелчки, которые могут нарушать эхолокацию летучих мышей, а в других случаях могут рекламировать тот факт, что они ядовиты , издавая звук.

Диапазон слуха собак и кошек распространяется на ультразвук; верхний предел диапазона слуха собаки составляет около 45 кГц, а у кошки - 64 кГц. Дикие предки кошек и собак развили этот более высокий диапазон слуха, чтобы слышать высокочастотные звуки, издаваемые их предпочтительной добычей, мелкими грызунами. Свисток для собак — это свисток, излучающий ультразвук, используемый для дрессировки и подзыва собак. Частота большинства собачьих свистков находится в диапазоне от 23 до 54 кГц.

Зубатые киты , в том числе дельфины , могут слышать ультразвук и использовать его в своей навигационной системе ( биосонаре ) для ориентации и захвата добычи. У морских свиней самый высокий известный верхний предел слуха составляет около 160 кГц. Некоторые виды рыб могут обнаруживать ультразвук. Было показано, что в отряде Clupeiformes члены подсемейства Alosinae ( шад ) способны обнаруживать звуки до 180 кГц, в то время как другие подсемейства (например, сельди ) могут слышать только до 4 кГц.

Ультразвуковые генераторы/динамики продаются как электронные устройства для борьбы с вредителями , которые, как утверждается, отпугивают грызунов и насекомых , но научных доказательств того, что эти устройства работают, нет.

Обнаружение и ранжирование

Бесконтактный датчик

Ультразвуковой уровень или сенсорная система не требуют контакта с целью. Для многих процессов в медицинской, фармацевтической, военной и общей промышленности это является преимуществом по сравнению с встроенными датчиками, которые могут загрязнять жидкости внутри сосуда или трубки или которые могут быть засорены продуктом.

Используются как непрерывные, так и импульсные системы. Принцип импульсно-ультразвуковой технологии заключается в том, что передаваемый сигнал состоит из коротких импульсов ультразвуковой энергии. После каждого всплеска электроника ищет обратный сигнал в течение небольшого промежутка времени, соответствующего времени, необходимому для прохождения энергии через сосуд. Только сигнал, полученный в течение этого окна, подлежит дополнительной обработке.

Популярным потребительским применением ультразвуковой дальнометрии была камера Polaroid SX-70 , которая включала в себя легкую систему преобразователя для автоматической фокусировки камеры. Позже компания Polaroid лицензировала эту ультразвуковую технологию, и она стала основой для множества ультразвуковых продуктов.

Датчики движения и измерение расхода

Распространенным применением ультразвука является автоматическое открывание двери, когда ультразвуковой датчик обнаруживает приближение человека и открывает дверь. Ультразвуковые датчики также используются для обнаружения злоумышленников; ультразвук может охватывать большую площадь из одной точки. Расход в трубах или открытых каналах можно измерить ультразвуковыми расходомерами, измеряющими среднюю скорость протекающей жидкости. В реологии акустический реометр основан на принципе ультразвука. В гидромеханике расход жидкости можно измерить с помощью ультразвукового расходомера .

Неразрушающий контроль

Принцип дефектоскопии ультразвуком. Пустота в твердом материале отражает часть энергии обратно к преобразователю, который обнаруживается и отображается.

Ультразвуковой контроль — это тип неразрушающего контроля , обычно используемый для обнаружения дефектов материалов и измерения толщины объектов. Распространены частоты от 2 до 10 МГц, но для специальных целей используются и другие частоты. Контроль может быть ручным или автоматизированным и является неотъемлемой частью современных производственных процессов. Можно проверять большинство металлов , а также пластмассы и аэрокосмические композиты . Ультразвук более низкой частоты (50–500 кГц) также можно использовать для проверки менее плотных материалов, таких как дерево , бетон и цемент .

Ультразвуковой контроль сварных соединений стал альтернативой рентгенографии для неразрушающего контроля с 1960-х годов. Ультразвуковой контроль исключает использование ионизирующего излучения, обеспечивая безопасность и экономию средств. Ультразвук также может предоставить дополнительную информацию, такую ​​как глубина дефектов в сварном соединении. Ультразвуковой контроль перешел от ручных методов к компьютеризированным системам, которые автоматизируют большую часть процесса. Ультразвуковой контроль сустава позволяет выявить наличие дефектов, измерить их размеры и определить их местонахождение. Не все свариваемые материалы одинаково поддаются ультразвуковому контролю; некоторые материалы имеют большой размер зерна, что создает высокий уровень фонового шума при измерениях.

Неразрушающий контроль поворотного вала, выявляющий растрескивание шлица

Ультразвуковое измерение толщины является одним из методов, используемых для контроля качества сварных швов.

Ультразвуковой дальномер

Принцип активного сонара

Обычно ультразвук используется для определения дальности под водой ; это использование также называется Sonar . Ультразвуковой импульс генерируется в определенном направлении. Если на пути этого импульса есть объект, часть или весь импульс будет отражен обратно к передатчику в виде эха и может быть обнаружен на пути приемника. Измеряя разницу во времени между передаваемым импульсом и принимаемым эхом, можно определить расстояние.

Измеренное время прохождения импульсов сонара в воде сильно зависит от температуры и солености воды. Ультразвуковая локация также применяется для измерений в воздухе и на коротких расстояниях. Например, ручные ультразвуковые измерительные приборы могут быстро измерить планировку помещений.

Хотя дальномер под водой выполняется как на неслышимых, так и на слышимых частотах на больших расстояниях (от 1 до нескольких километров), ультразвуковая дальномерность используется, когда расстояния короче и требуется более высокая точность измерения расстояния. Ультразвуковые измерения могут быть ограничены барьерными слоями с большими перепадами солености, температуры или вихрей. Диапазон в воде варьируется от сотен до тысяч метров, но может выполняться с точностью от сантиметров до метров.

Ультразвуковая идентификация (USID)

Ультразвуковая идентификация (USID) — это технология системы определения местоположения в реальном времени (RTLS) или системы внутреннего позиционирования (IPS), используемая для автоматического отслеживания и определения местоположения объектов в режиме реального времени с использованием простых и недорогих узлов (значков/меток), прикрепленных или встроенных в объектах и ​​устройствах, которые затем передают ультразвуковой сигнал, чтобы сообщить о своем местоположении на микрофонные датчики.

визуализация

Сонограмма плода в 14 недель (профиль)
Голова плода в возрасте 29 недель на « 3D УЗИ » .

Потенциал ультразвукового изображения объектов со звуковой волной 3 ГГц, обеспечивающей разрешение, сравнимое с оптическим изображением, был признан Соколовым в 1939 году, но методы того времени давали относительно низкоконтрастные изображения с плохой чувствительностью. Ультразвуковая визуализация использует частоты 2 мегагерца и выше; более короткая длина волны позволяет разрешать мелкие внутренние детали в структурах и тканях. Плотность мощности обычно составляет менее 1 Вт на квадратный сантиметр, чтобы избежать эффектов нагрева и кавитации в исследуемом объекте. В акустической микроскопии используются высокие и сверхвысокие ультразвуковые волны с частотами до 4 гигагерц. Применение ультразвуковой визуализации включает промышленный неразрушающий контроль, контроль качества и медицинское применение.

Акустическая микроскопия

Акустическая микроскопия — это метод использования звуковых волн для визуализации структур, которые слишком малы, чтобы их можно было разглядеть человеческим глазом. В акустических микроскопах используются частоты до нескольких гигагерц. Отражение и дифракция звуковых волн от микроскопических структур может дать информацию, недоступную для света.

Медицина человека

Медицинское ультразвуковое исследование — это метод диагностической медицинской визуализации на основе ультразвука , используемый для визуализации мышц, сухожилий и многих внутренних органов, чтобы зафиксировать их размер, структуру и любые патологические поражения с помощью томографических изображений в реальном времени. Ультразвук использовался радиологами и специалистами по УЗИ для визуализации человеческого тела в течение как минимум 50 лет и стал широко используемым диагностическим инструментом. Эта технология относительно недорогая и портативная, особенно по сравнению с другими методами, такими как магнитно-резонансная томография (МРТ) и компьютерная томография (КТ). Ультразвук также используется для визуализации плода во время плановой и неотложной дородовой помощи . Такие диагностические приложения, используемые во время беременности , называются акушерской эхографией . Как в настоящее время применяется в области медицины, правильно выполненное ультразвуковое исследование не представляет известного риска для пациента. Сонография не использует ионизирующее излучение , а уровни мощности, используемые для визуализации, слишком низки, чтобы вызвать неблагоприятные эффекты нагревания или давления в тканях. Хотя долгосрочные последствия воздействия ультразвука при диагностической интенсивности до сих пор неизвестны, в настоящее время большинство врачей считают, что польза для пациентов перевешивает риски. Принцип ALARA (как низкий разумно достижимый) пропагандируется для ультразвукового исследования, то есть сохранение времени сканирования и настройки мощности на как можно более низком уровне, но в соответствии с диагностической визуализацией, и что в соответствии с этим принципом немедицинские применения, которые по определению являются не нужны, активно обескураживают.

Ультразвук также все чаще используется при травмах и в случаях оказания первой помощи, а экстренное ультразвуковое исследование становится основным продуктом большинства бригад экстренной помощи. Кроме того, ультразвук используется в случаях дистанционной диагностики, когда требуется телеконсультация , например, при научных экспериментах в космосе или при диагностике мобильных спортивных команд.

Согласно RadiologyInfo, УЗИ полезно для выявления аномалий таза и может включать методы, известные как абдоминальное (трансабдоминальное) УЗИ, вагинальное (трансвагинальное или эндовагинальное) УЗИ у женщин, а также ректальное (трансректальное) УЗИ у мужчин.

Ветеринария

Диагностическое ультразвуковое исследование применяется наружно у лошадей для оценки повреждений мягких тканей и сухожилий, а внутри, в частности, при репродуктивной работе – оценка репродуктивного тракта кобылы и выявление беременности. Его также можно использовать наружно у жеребцов для оценки состояния и диаметра яичек, а также внутрь для оценки репродуктивности (семявыносящих протоков и т. д.).

К 2005 году ультразвуковая технология начала использоваться в мясном животноводстве для улучшения здоровья животных и продуктивности крупного рогатого скота. Ультразвук используется для оценки толщины жира, площади ребер и внутримышечного жира у живых животных. Он также используется для оценки здоровья и характеристик нерожденных телят.

Ультразвуковая технология предоставляет производителям крупного рогатого скота средства для получения информации, которая может быть использована для улучшения разведения и содержания крупного рогатого скота. Эта технология может быть дорогостоящей и требует значительных затрат времени на непрерывный сбор данных и обучение операторов. Тем не менее, эта технология оказалась полезной в управлении и управлении животноводческим хозяйством.

Процессинг и мощность

Высокомощные ультразвуковые приложения часто используют частоты от 20 кГц до нескольких сотен кГц. Интенсивность может быть очень высокой; выше 10 Вт на квадратный сантиметр, кавитация может быть вызвана в жидких средах, а в некоторых приложениях используется до 1000 Вт на квадратный сантиметр. Такие высокие интенсивности могут вызывать химические изменения или оказывать значительное воздействие путем прямого механического воздействия и могут инактивировать вредные микроорганизмы.

Физиотерапия

Ультразвук используется с 1940-х годов физиотерапевтами и эрготерапевтами для лечения соединительной ткани : связок , сухожилий и фасций (а также рубцовой ткани ). Состояния, для лечения которых можно использовать ультразвук, включают следующие примеры: растяжение связок , растяжение мышц , тендинит , воспаление суставов, подошвенный фасциит , метатарзалгия , раздражение фасеточных суставов, импинджмент-синдром , бурсит , ревматоидный артрит , остеоартрит и спаивание рубцовой ткани.

Биомедицинские приложения

Ультразвук имеет диагностические и терапевтические применения , которые могут быть очень полезными при использовании с мерами предосторожности при дозировании. Ультразвук относительно высокой мощности может разрушать каменистые отложения или ткани, ускорять действие лекарств в целевой области, помогать в измерении эластичных свойств ткани и может использоваться для сортировки клеток или мелких частиц в исследованиях.

Лечение ультразвуковым воздействием

Ультразвуковая ударная обработка (УИТ) использует ультразвук для улучшения механических и физических свойств металлов. Это металлургический метод обработки, при котором ультразвуковая энергия воздействует на металлический объект. Ультразвуковая обработка может привести к контролируемому остаточному сжимающему напряжению, измельчению и уменьшению размера зерна. Усталость при малом и большом цикле увеличивается, и было задокументировано, что она обеспечивает увеличение до десяти раз больше, чем у образцов без UIT. Кроме того, UIT доказал свою эффективность в решении проблем коррозионного растрескивания под напряжением , коррозионной усталости и связанных с этим проблем.

Когда инструмент UIT, состоящий из ультразвукового преобразователя, штифтов и других компонентов, вступает в контакт с заготовкой, он акустически взаимодействует с заготовкой, создавая гармонический резонанс. Этот гармонический резонанс осуществляется на тщательно откалиброванной частоте, на которую очень хорошо реагируют металлы.

В зависимости от желаемого эффекта лечения применяется комбинация различных частот и амплитуд смещения. Эти частоты находятся в диапазоне от 25 до 55 кГц с амплитудой смещения резонансного тела от 22 до 50 мкм (от 0,00087 до 0,0020 дюйма).

Устройства UIT основаны на магнитострикционных преобразователях.

Обработка

Ультразвук предлагает большой потенциал в обработке жидкостей и суспензий за счет улучшения смешивания и химических реакций в различных приложениях и отраслях. Ультразвук генерирует чередующиеся волны низкого и высокого давления в жидкостях, что приводит к образованию и резкому схлопыванию небольших вакуумных пузырьков. Это явление называется кавитацией и вызывает столкновение струй жидкости с высокой скоростью и сильные гидродинамические силы сдвига. Эти эффекты используются для деагломерации и измельчения материалов микрометрового и нанометрового размера, а также для разрушения клеток или смешивания реагентов. В этом аспекте ультразвуковая обработка является альтернативой высокоскоростным смесителям и бисерным мельницам с мешалкой. Ультразвуковая фольга под движущейся проволокой в ​​бумагоделательной машине будет использовать ударные волны от схлопывающихся пузырьков для более равномерного распределения волокон целлюлозы в произведенном бумажном полотне, что сделает бумагу более прочной с более ровной поверхностью. Кроме того, химические реакции выигрывают от свободных радикалов, создаваемых кавитацией, а также от подвода энергии и переноса материала через пограничные слои. Для многих процессов этот сонохимический (см. Сонохимия ) эффект приводит к существенному сокращению времени реакции, например, при переэтерификации масла в биодизель .

Схема настольных и промышленных ультразвуковых процессоров жидкости

Значительная интенсивность ультразвука и высокие амплитуды ультразвуковых колебаний требуются для многих технологических процессов, таких как нанокристаллизация, наноэмульгирование, деагломерация, экстракция, разрушение клеток и многие другие. Обычно процесс сначала тестируют в лабораторных масштабах, чтобы доказать его осуществимость и установить некоторые из необходимых параметров ультразвукового воздействия. После завершения этого этапа процесс переводится в пилотный (стендовый) масштаб для сквозной предварительной оптимизации, а затем в промышленный масштаб для непрерывного производства. На этих этапах масштабирования важно убедиться, что все локальные условия воздействия (амплитуда ультразвука, интенсивность кавитации , время нахождения в активной зоне кавитации и т. д.) остаются неизменными. При выполнении этого условия качество конечного продукта остается на оптимизированном уровне, а производительность увеличивается на предсказуемый «коэффициент масштабирования». Повышение производительности связано с тем, что лабораторные, настольные и промышленные системы ультразвуковой обработки включают в себя все более крупные ультразвуковые рупоры , способные генерировать все более крупные зоны кавитации высокой интенсивности и, следовательно, обрабатывать больше материала в единицу времени. Это называется «прямая масштабируемость». Важно отметить, что само по себе увеличение мощности ультразвукового процессора не приводит к прямой масштабируемости, поскольку оно может сопровождаться (и часто сопровождается) уменьшением амплитуды ультразвука и интенсивности кавитации. При прямом масштабировании должны быть соблюдены все условия обработки, а номинальная мощность оборудования увеличена, чтобы обеспечить работу ультразвукового излучателя большего размера.

Ультразвуковые манипуляции и характеристика частиц

Научный сотрудник Научно-исследовательского института промышленных материалов Алессандро Малютта разработал эксперимент, демонстрирующий улавливающее действие ультразвуковых стоячих волн на волокна древесной массы, растворенные в воде, и их параллельную ориентацию в эквидистантных плоскостях давления. Время ориентации волокон в эквидистантных плоскостях измеряется с помощью лазера и электрооптического датчика. Это могло бы предоставить бумажной промышленности быструю систему измерения размера волокна в режиме реального времени. Несколько иная реализация была продемонстрирована в Университете штата Пенсильвания с использованием микрочипа, который генерировал пару перпендикулярных стоячих поверхностных акустических волн, позволяющих размещать частицы на сетке на равном расстоянии друг от друга. Этот эксперимент, называемый акустическим пинцетом , может быть использован для приложений в материаловедении, биологии, физике, химии и нанотехнологиях.

Ультразвуковая очистка

Ультразвуковые очистители , иногда ошибочно называемые сверхзвуковыми очистителями , используются на частотах от 20 до 40 кГц для ювелирных изделий , линз и других оптических деталей, часов , стоматологических инструментов , хирургических инструментов , регуляторов для дайвинга и промышленных деталей. Ультразвуковой очиститель работает в основном за счет энергии, выделяемой при схлопывании миллионов микроскопических полостей вблизи грязной поверхности. Пузырьки, образовавшиеся в результате кавитационного коллапса, образуют крошечные ударные волны, которые разбиваются и рассеивают загрязняющие вещества на поверхности объекта.

Ультразвуковая дезинтеграция

Подобно ультразвуковой очистке, биологические клетки , включая бактерии , могут быть разрушены. Ультразвук высокой мощности создает кавитацию , которая способствует распаду частиц или реакциям. Это используется в биологической науке для аналитических или химических целей ( обработка ультразвуком и сонопорация ) и для уничтожения бактерий в сточных водах . Ультразвук высокой мощности может разлагать кукурузную жижу и улучшать разжижение и осахаривание для более высокого выхода этанола на заводах по производству сухой кукурузы.

Ультразвуковой увлажнитель

Ультразвуковой увлажнитель, один из видов небулайзера (устройство, создающее очень мелкий спрей), является популярным типом увлажнителей. Он работает за счет вибрации металлической пластины на ультразвуковых частотах для распыления (иногда неправильно называемого «распылением») воды. Поскольку вода не нагревается для испарения, она образует прохладный туман. Ультразвуковые волны давления распыляют не только воду, но и содержащиеся в воде вещества, включая кальций, другие минералы, вирусы, грибки, бактерии и другие примеси. Заболевания, вызванные примесями, которые находятся в резервуаре увлажнителя, подпадают под рубрику «Лихорадка увлажнителя».

Ультразвуковые увлажнители часто используются в аэропонике , где их обычно называют туманообразователями .

Ультразвуковая сварка

При ультразвуковой сварке пластмасс используется высокочастотная (от 15 до 40 кГц) вибрация с низкой амплитудой для создания тепла за счет трения между соединяемыми материалами. Поверхность раздела двух частей специально разработана для концентрации энергии для максимальной прочности сварного шва.

Сонохимия

Мощность ультразвука в диапазоне 20–100 кГц используется в химии . Ультразвук не взаимодействует напрямую с молекулами, чтобы вызвать химические изменения, поскольку его типичная длина волны (в миллиметровом диапазоне) слишком велика по сравнению с молекулами. Вместо этого энергия вызывает кавитацию , которая создает экстремальные значения температуры и давления в жидкости, где происходит реакция. Ультразвук также разрушает твердые вещества и удаляет пассивирующие слои инертного материала, чтобы увеличить площадь поверхности для протекания реакции. Оба эти эффекта ускоряют реакцию. В 2008 году Атул Кумар сообщил о синтезе сложных эфиров Ганча и производных полигидрохинолина с помощью протокола многокомпонентной реакции в водных мицеллах с использованием ультразвука.

При экстракции используется ультразвук , использующий разные частоты.

Беспроводная связь

В июле 2015 года The Economist сообщил, что исследователи из Калифорнийского университета в Беркли провели ультразвуковые исследования с использованием графеновых диафрагм . Тонкость и малый вес графена в сочетании с его прочностью делают его эффективным материалом для ультразвуковой связи. Одним из предполагаемых применений этой технологии может быть подводная связь, где радиоволны обычно плохо распространяются.

Ультразвуковые сигналы использовались в «аудиомаяках» для отслеживания пользователей Интернета на разных устройствах .

Другое использование

Ультразвук при применении в определенных конфигурациях может производить короткие вспышки света в экзотическом явлении, известном как сонолюминесценция . Это явление исследуется частично из-за возможности слияния пузырей ( реакция ядерного синтеза , предположительно происходящая во время сонолюминесценции).

Ультразвук используется для характеристики частиц с помощью метода спектроскопии затухания ультразвука , наблюдения электроакустических явлений или транскраниального импульсного ультразвука .

Звук может распространяться модулированным ультразвуком .

Ранее популярным потребительским применением ультразвука были телевизионные пульты дистанционного управления для регулировки громкости и переключения каналов. Представленная Zenith в конце 1950-х годов, система использовала ручной пульт дистанционного управления, содержащий резонаторы с короткими стержнями, по которым ударяли маленькие молоточки, и микрофон на съемочной площадке. Фильтры и детекторы различают различные операции. Основные преимущества заключались в том, что в ручном блоке управления не требовалась батарея, и, в отличие от радиоволн , ультразвук вряд ли воздействовал на соседние устройства. Ультразвук продолжал использоваться до тех пор, пока не был вытеснен инфракрасными системами, начиная с конца 1980-х годов.

Безопасность

Профессиональное воздействие ультразвука свыше 120 дБ может привести к потере слуха. Воздействие более 155 дБ может вызвать нагревание, вредное для человеческого тела, и было подсчитано, что воздействие более 180 дБ может привести к смерти. Независимая консультативная группа Великобритании по неионизирующему излучению (AGNIR) подготовила отчет в 2010 году, который был опубликован Агентством по охране здоровья Великобритании (HPA). В этом отчете рекомендуется предел воздействия ультразвукового звукового давления (SPL) для широкой публики в 70 дБ (на частоте 20 кГц) и 100 дБ (на частоте 25 кГц и выше).

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

  • Кунду Т. (2004). Ультразвуковой неразрушающий контроль: инженерно-биологическая характеристика материалов . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 978-0-8493-1462-9.
  • Гжесик Дж., Плута Э. (1983). «Высокочастотный риск для слуха операторов промышленных ультразвуковых устройств». Международный архив гигиены труда и окружающей среды . 53 (1): 77–88. doi : 10.1007/BF00406179 . PMID  6654504 . S2CID  37176293 .

внешние ссылки