超聲波怎麼做的過程

㈠ 超聲波是怎麼形成的什麼物質

所謂超聲波其實就是聲波的一種，只不過它的頻率比一般人耳所能聽到的頻率要高，所以才叫做「超聲波」。人耳所能聽到的頻率一般是20Hz~20000Hz，頻率低於20Hz的聲波叫做「次聲波」，頻率高於20000Hz的聲波叫做「超聲波」。

聲音是怎樣形成的，超聲波就是怎樣形成的。通常我們所聽到的聲音，特別是雜訊，實際上包含了很寬的頻帶，既有次聲、普通聲音，也有超聲，只不過人耳只能聽到普通聲音而已。

由於機械波的很多性質都和頻率密切相關，比如透射率、衰減系數、輻射本領等等，所以人們經常使用處於超聲波段的聲波來達到某些用途（次聲波也是如此）。這時人們可以用特殊的儀器產生窄頻帶的超聲波，以提高利用率。具體的做法一般就是讓聲源以高於20000Hz的頻率振動，輻射出去的自然就是超聲波了。

由於高於20000Hz的聲源用機械方法很難產生，所以通常都是用振盪電路產生的電信號激勵聲源振動。從本質上講，超聲波和電並沒有必然的聯系，只要能產生20000Hz以上的聲源，不管用什麼方法，都能產生超聲波。

㈡ 醫學超聲成像原理

我總結一下醫學超聲成像的原理

超聲波成像需要三個步驟：發射聲波，接受反射聲波，以及信號分析處理得到圖像。

超聲波探頭是通過壓電陶瓷換能器發射超聲波，不同的探頭能夠發射的聲波頻率不同。醫學超聲波頻率一般是2-13MHz，聲波頻率越高，衍射越弱，成像分別率越高；但與此同時，頻率越高，聲波衰減也越快，穿透深度就小。因此，我們在探測心臟的時候，只能用頻率較低的聲波，否則探測的深度不夠，雖然成像效果差一些；而在探測頸動脈、股動脈等表皮下方的血管時，就用頻率高的聲波，成像好清晰許多。實驗中，我們採用的心臟探頭為2-4MHz，血管探頭為10MHz。

接收反射波的依舊是同一個超聲波探頭，壓電陶瓷換能器將聲波信號轉換成電信號，之後電腦上的系統進行信號處理成像。

B型超聲波顯示的是探頭面向的組織切面的二維灰度圖。我們知道確定二維灰度圖上的每個點需要3個信息，橫坐標、縱坐標和灰度。這些是怎麼得到的呢？由於超聲波在人體內接觸到組織會反射，不同的組織聲阻抗不同，根據接收到的回波反射率計算得到聲阻抗，對應於圖上的灰度（如血管壁的組織聲阻抗差不多，在圖像上的灰度就差不多，就能看出來是血管的形狀）。假設探頭是一維的，那麼探頭上每一個探針的位置就對應一個橫坐標。縱坐標是由發射和接收聲波的時間差決定的，假設聲波在人體中傳播速度相同，那麼時間越長表示反射組織的位置越深。最後由得到的灰度圖，可以看到組織輪廓，並可以進行測量，如血管直徑，面積等等。

當然，具體的成像過程遠遠比這個復雜，因為B超是實時的，如何區分發射波、反射波、如何去除噪音，放大信號，信號處理非常復雜，我也不清楚。但以上簡單的描述，已經足夠我們大致了解成像的過程。

多普勒效應我們中學物理都學過，無論是發射者還是接收者相對聲波傳播介質運動，都會引起觀察到的聲波頻率的變化。

利用多普勒效應測量血流速度如下圖，探頭發射聲波的方向和血流方向的夾角為 \theta，發射聲波頻率為 f_0，反射聲波頻率為 f'，多普勒頻率也就是頻移為f_D，聲波在人體組織中傳播速度為c，血流速度為v

則由多普勒頻率可以計算得到血流速度，公式如下

它的推導過程主要就是套兩次多普勒效應公式，發射時認為接收者（血液）相對聲波介質（人體組織）運動，而回收時認為發射者（血液反射聲波）相對介質運動。然後相加項近似兩個頻率不變得到分母的2f_0。

之前做彩超檢查子宮，我就問給我檢查的護士姐姐啥是彩色超聲波，因為我發現無論是檢查結果還是他們的顯示屏都是黑乎乎的，完全不知道彩色在哪裡。

彩超相比於B超，通過多普勒效應測量血流的速度，並在圖像中通過著色來表出來。所以這個彩色並不是直接反應人體組織顏色的，頗令人失望。一般來講，圖像中紅色表示血流方向是迎面而來，而藍色表示血流方向是離你而去。同時，顏色越深表示血流速度越快。

脈沖多普勒的原理不太懂，網上查了一下彩色多普勒和脈沖多普勒的區別，大概是方法不太一樣，也有各自的優缺點。實驗時，我們通過脈沖多普勒得到血流速度的頻譜，也就是血路速度隨時間的變化圖（波形圖），不是人體組織的成像圖。通過測量兩個血流速度脈沖之間的水平距離（時間差），就可以計算得到心率，如果在彩色多普勒圖像（B型超聲圖像也行）測量血管的直徑，進而計算出血管的面積，再乘以血流速度的波形圖一個周期內曲線下方的面積（積分），就可以得到血流量（一分鍾內流過的血流體積）

下圖就是我的頸動脈彩色多普勒成像（上部分），和脈沖多普勒成像（下部分），並且測量了血流速度的峰值、心率（2倍心率）、血管直徑和血流量（VolFlow）等信息

總結起來，醫學超聲儀器的物理原理：用壓電換能器發射和接收超聲波，通過反射率、接收時間、探針位置得到組織輪廓成像，通過多普勒效應測量血流速度。B超成像是二維的灰度圖，反應組織輪廓，彩超是二維灰度圖上加了血流速度的信息，脈沖多普勒得到的是血流速度隨時間的變化波形。

想起來一個有趣的地方，用脈沖多普勒的時候，儀器會發出跳動的聲音，無論是測量血管還是心臟。我不知道這個聲音，是我心跳或者血流脈沖聲音的放大，還是儀器自帶的聲音，配合我心跳的跳動而播放。

一些自問自答 ：

1.血流速度怎麼測量：多普勒效應

2.血流量怎麼得到：血管面積乘以血流速度的積分

3.心率怎麼得到：脈沖多普勒中，兩次血流量最大值的之間間隔為周期

4.心臟容積怎麼得到：描跡自動求面積

5.血管面積怎麼得到：描跡或者測量血管半徑

6.心功能怎麼得到：心收縮和心舒張的左心室心臟容量的比值

7.彩色多普勒和脈沖多普勒的區別：一個是二維成像圖、一個是頻譜

參考資料：

1. 維基網路：醫學超聲檢查

相關文章

我寫了幾篇博客來介紹和記錄我們的四級物理實驗： 用醫學超聲儀器研究運動對人體血流分布的影響

① 為什麼在校醫院做大物四級實驗

② 醫學超聲成像原理

③ 運動對血流分布的影響 實驗設計

④ 運動對人體血流分布的影響 實驗結果

㈢ 急急急!怎樣能夠製造最簡單的超聲波發生器

超聲波主要使用壓電陶瓷，任何體積都可以（特殊規格需定做）但是功率跟體積有關600度以下應該都沒問題電源需要根據外形設計壓電陶瓷就是換能器，只要加上固定頻率交流，就會產生相應機械波超聲波發生器。

它的作用是把的市電（220V或380V，50或60Hz）轉換成與超聲波換能器相匹配的高頻交流電信號。從放大電路形式，可以採用線性放大電路和開關電源電路，大功率超聲波電源從轉換效率方面考慮一般採用開關電源的電路形式。

發生器的原理是首先由信號發生器來產生一個特定頻率的信號，這個信號可以是正弦信號，也可以是脈沖信號，這個特定頻率就是換能器的頻率，一般應用在超聲波設備中的超聲波頻率為20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz；1OOKHz或以上現在尚未大量使用。

(3)超聲波怎麼做的過程擴展閱讀：

超聲工作過程中，振動系統的溫度、剛度、靜載荷、加工面積、工具磨損等因素的變化，使得系統的固有頻率發生漂移，這就要求超聲發生器具有頻率自動跟蹤功能，同時為保證加工質量和保護超聲系統，要求發生器具有根據負載調整輸出功率的功能。

在工業生產中超聲波換能器工作過程中即使頻率跟蹤良好，超聲波發生器供入交流電壓的變化、超聲波從空載到負載從幾十瓦到幾千瓦在幾毫秒內瞬間變化，使得超聲波換能器的振幅和功率隨之改變換能器達不到高效工作狀態，使得超聲波加工出來的產品不一致，對於超聲波設備普遍存在的問題。

為了適應工業生產過程中，發生器傳輸給換能器的超聲頻電能不受負載功率與及輸入電壓的變化而改變發生器在1毫秒內自動調整振幅，及恆定振幅功能。

㈣ 超聲波清洗機的操作過程

1．確保沒有異物落到超聲波清洗機腔體底部，如有必須清除。
2．配置清洗液：在清洗槽內按比例加水和清洗劑。
3．打開電源開關，機器進行自檢。
4．打開除氣開關排除氣體。
5．設置溶液溫度，加熱清洗液，加熱設置溫度不能超過45℃。
6．流動水下初步沖洗器械後，將器械放入超聲波清洗機清洗網籃內，必須使用清洗網籃裝載，直接放置在超聲波清洗機腔體底部清洗。器械必須充分打開，可拆開的器械分離各組件；吸管等細長中空器械開口朝下傾斜放置，確使腔內注滿溶液，清洗液液面浸過器械2～4 cm。
7．蓋好超聲波清洗機的蓋子，設置清洗時間，開始超聲清洗。超聲清洗時間在3～5 min，不宜超過10 min。
8．器械超聲清洗後繼續後續的清洗、漂洗、終未漂洗及消毒處理。超聲清洗完畢後排出超聲波清洗機內液體。
9.不允許擅自拆開機器
10.對有加熱裝置的清洗機在清洗完畢後，必須先關閉加熱器，待清洗液冷卻後再放空清洗液。

㈤ 超聲波產生的基本過程

銘揚超聲波小編回答您:超聲波的產生
聲波是物體機械振動狀態（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動形式。譬如，鼓面經敲擊後，它就上下振動，這種振動狀態通過空氣媒質向四面八方傳播，這便是聲波。 超聲波是指振動頻率大於20000Hz以上的,其每秒的振動次數（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（20000Hz），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞聲本質上是一致的，它們的共同點都是一種機械振動模式，通常以縱波的方式在彈性介質內會傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點是超聲波頻率高，波長短，在一定距離內沿直線傳播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超聲成象所用的頻率范圍在 2∽5兆Hz之間，常用為3∽3.5兆Hz（每秒振動1次為1Hz，1兆Hz=10^6Hz,即每秒振動100萬次，可聞波的頻率在16－20，000HZ 之間）。超聲波是聲波大家族中的一員.
超聲波在媒質中的反射、折射、衍射、散射等傳播規律，與可聽聲波的規律並沒有本質上的區別。但是超聲波的波長很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。與可聽聲波比較，超聲波具有許多奇異特性：傳播特性──超聲波的波長很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍，因此超聲波的衍射本領很差，它在均勻介質中能夠定向直線傳播，超聲波的波長越短，這一特性就越顯著。功率特性──當聲音在空氣中傳播時，推動空氣中的微粒往復振動而對微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強度下，聲波的頻率越高，它所具有的功率就越大。由於超聲波頻率很高，所以超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的。空化作用──當超聲波在液體中傳播時，由於液體微粒的劇烈振動，會在液體內部產生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合，會使液體微粒之間發生猛烈的撞擊作用，從而產生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用，會使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體（如水和油）發生乳化，並且加速溶質的溶解，加速化學反應。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應稱為超聲波的空化作用。
頻率高於2×104赫的聲波。研究超聲波的產生、傳播、接收，以及各種超聲效應和應用的聲學分支叫超聲學。產生超聲波的裝置有機械型超聲發生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應和電磁作用原理製成的電動超聲發生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應和鐵磁物質的磁致伸縮效應製成的電聲換能器等。

㈥ 超聲導波是怎麼形成的麻煩具體一點。

超聲波發生器是人為製造超聲波的方法之一
另外，海豚，蝙蝠等動物也會發出超聲波。
你網路一下超聲波，和看下下面的鏈接差不多就可以了。

㈦ 超聲波詳細的工作原理

超聲波工作原理：超聲波清洗原理是由超聲波發生器發出的高頻振盪信號,通過換能器轉換成高頻機械振盪而傳播到介質,清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡,存在於液體中的微小氣泡在聲場的作用下振動,當聲壓達到一定值時,氣泡迅速增大,然後突然閉合,在氣泡閉合時產生沖擊波,在其周圍產生上千個大氣壓,破壞不溶性污物而使他們分散於清洗液中,當團體粒子被油污裹著而黏附在
清洗件表面是,油被乳化,固體粒子及脫離,從而達到清洗件凈化的目的,且通過其空化作用達到洗盲腳的作用。超聲波的危害：超聲波在生物體內傳播時，通過組織間的相互作用，導致生物體機能和結構變化，稱為超聲波的生物效應，產生生物效應的機制是熱效應和空化效應。
所謂的熱效應是指超聲波傳播過程中，部分能量被生物組織吸收轉變為熱能，使組織溫度增高；空化效應是指超聲波傳播過程中與組織中的氣核或微氣泡相互作用，使其突然爆破，產生巨大的瞬間壓力，使組織內部結構改變。
低劑量超聲是潛在的致癌與致畸形因素，而且不同頻率、不同聲強對不同個體有一定危害。因為超聲波對固體和液體都有很強的穿透本領，能量較大時可以使物質微粒作高頻振動，部分能量還可以轉變為熱能，使局部溫度升高。高強度的脈沖超聲波在含有微米級小氣泡的液體中傳播時，可導致氣泡收縮、膨脹以至猛烈爆炸，這種現象稱為「空化現象」。不久前美國著名超生物物理專家卡斯坦森指出，某些臨床使用的超聲圖像診斷儀的最大輸出強度已達1千瓦／平方厘米，這個強度足以使生物體產生瞬態空化現象。對生物體來說，瞬態空化作用時，靠近爆炸氣泡附近的細胞會受到損傷，一般說來，在人體內大多數器官和生物流體中，損傷少量細胞不會對人體產生危害。超聲波對人體危害的原理：超聲波對人體危害的原理是，超聲波在生物體內傳播時，通過組織間的相互作用，導致生物體機能和結構變化，稱為超聲波的生物效應，產生生物效應的機制是熱效應和空化效應。
所謂的熱效應是指超聲波傳播過程中，部分能量被生物組織吸收轉變為熱能，使組織溫度增高；空化效應是指超聲波傳播過程中與組織中的氣核或微氣泡相互作用，使其突然爆破，產生巨大的瞬間壓力，使組織內部結構改變。

㈧ 超聲波清洗機是如何工作的

超聲波清洗機是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。

㈨ 超聲波的原理和清洗過程，需要詳細的資料

一、超聲波的清洗的過程，其實就是超聲波清洗是利用超聲波在液體中 的社會化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、化、剝離而達到清洗目的。目前所用的超聲波清洗機中，空化作用和直進流作用應用得更多。
（1）空化作用：空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時，液體中產生真空核群泡的現象，在壓縮力作用時，真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達到精密洗凈目的。
（2）直進流作用：超聲波在液體中沿聲的傳播方向產生流動的現象稱為直進流。聲波強度在0.5W/cm2時，肉眼能看到直進流，垂直於振動面產生流動，流速約為10cm/s。通過此直進流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產生對流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對污物的搬運起著很大的作用。
（3）加速度：液體粒子推動產生的加速度。對於頻率較高的超聲波清洗機，空化作用就很不顯著了，這時的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對污物進行超精密清洗 上述內容是對超聲波清洗機清洗工作的簡要介紹，用超聲波可以分為三種，即次聲波、聲波、超聲波。次聲波的頻率為20Hz以下；聲波的頻率為20Hz~20kHz；超聲波的頻率則為20kHz以上。其中的次聲和超聲波一般人耳是聽不到的。超聲波由於頻率高、波長短，因而傳播的方向性好、穿透能力強，這也就是為什麼設計製作超聲波清洗機的原因。
二、超聲波的原理就是:主要是通過超聲波換能器轉成高頻機械震盪而傳播到介質中
， 清洗液中的輻射，使液體震動而產生數以萬計的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的負壓區產生、生長，而在正壓區迅速閉合，在這種被成為「空化效應」的過程中，微小氣泡閉合時間可產生瞬間高壓。連續不斷產生的瞬間高壓，就像一連串小爆炸一樣不斷沖擊物件表面，使物體表面及縫隙的污垢迅速剝落，從而達到清洗物體的目的。因此，經過北京超聲波清洗機清洗工藝後，清洗質量更好。也可以訪下面鏈接地址，http://www.yaketd.com/。
以上的內容，希望對大家能夠有所幫助，如有不對挺及時更改，謝謝。

㈩ 超聲聲速的測定實驗步驟

超聲聲速的測定實驗步驟是：（1）按照駐波法測聲速原理連接電路。

（2）將換能器調至水平，在信號源中悶轎設定合適的正弦波形，記錄波形頻率，輸出信號，調節換能器兩端子的距離，使示波器顯示的峰值最大，記錄此時的距離。

（3）不斷增大兩端子距離，並微調卡尺，記錄每次使得波形最大時的距離。

（4）分析數據，利用公式V=f λ，計算聲速。

用相位法測波長和聲速

（1）按相位法測聲速原理，依下圖正確連線。

（2）信號發生器調節，選擇超聲波頻率，約35KHZ，選擇合適的波幅，輸入正弦波。

（4）測螞薯肆量時，將S2從S1緩慢移開，依次記錄下屏上每次出現直線時所對應的X1，X2，X3，…，Xn 共10個值

（5）分析處理數據，利用公式V=f λ，計算聲速。