❶ 关于超声波的
我们的耳朵只能分辨频率为二十至二万赫的声音,频率比人的听频范围高的声波就叫做超声波。不同的动物可听到的声波频率范围不尽相同。狗可以听到一些超声波,所以狗只训练员可以用超声波哨子呼唤狗儿。超声波对于蝙蝠更为重要,这种动物是靠超声波来「看」世界的!
蝙蝠先会发出一连串超声的尖叫声,声波遇到障碍物便会反射,就像我们向山谷拍手会听到回声一样。由于超声波的频率高,相对较少出现绕射现象,所以回声十分清晰。蝙蝠分析回声的方向和回传时间,便可以知道环境的精确图像。人们根据蝙蝠「看」事物的原理,发明了声纳探测器,用来测量水深。船只上的发射器先向海底发射超声波,再由另一些仪器接收和分析反射回来的讯息,从而得到整个海床的面貌。
医学的超声波扫描术可说是超声波最重要的应用。超声波扫描不涉及有害的辐射,远比 X-射线等检验工具安全,所以常用于产前检查 (右图)。医生会将一个发出高频超声波 (频率为1-5 兆赫) 的手提换能器,贴着母亲的肚皮进行扫描。声波到达各种身体组织的边界时会有不同程度的反射 (例如液体及软组织的边界、软组织及骨的边界)。接收器收到反射波,便可计算出反射的强度及反射面的距离,以分辨不同的身体组织,并得到胎儿的影像。接收器使用了压电的原理,把超声波所产生的压力转变成电子讯号,再输送到仪器分析。超声波扫描可以帮助医生量度胎儿的大小以确定产期,检查胎儿的性别、生长速度、头的位置是否正常向下、胎盘的位置是否正常、阳水是否足够,与及监察抽阳水的过程,以保障胎儿的安全等。此外,超声波扫描术也用于妇科检查,它可以帮助医生有效地把生长在乳房或卵巢的恶性组织分辨出来。
超声波扫描术的两个重要分支-多普勒超声波扫描术和立体超声波成像技术,更扩大了超声波在医学上的用途。
多普勒超声波扫描术已应用了颇长的时间,这技术利用了波动的多普勒效应。反射超声波物体的运动,会改变回声的频率;当物体正向着接收器移动时,频率便会升高,相反当物体正在远去时,频率便会降低。从回声的频率改变,仪器便可计算到物体的运动速度。多普勒超声波扫描术主要用于检查血液在心脏及主要动脉中的流动速度。血液的流动情况会以一个颜色的影像显示出来,不同的颜色代表不同的流速 (右图)。这有助医生及早发现胎儿先天性心脏毛病。
立体超声波成像技术是很新的技术。检查员首先从多个不同角度拍摄胎儿的二维超声波影像,然后利用计算机技术合成胎儿的立体影像。利用这技术可清晰地显示胎儿的样貌 ,甚至摄录到胎儿细致如踢脚或转身等动态,实在为准父母带来不少惊喜。外表的缺憾如兔唇、多指甚至细如斑痣等都可以清楚地显示出来。立体成像技术将会成为未来超声波技术研究的重点。
此外,高频的超声波带有强大的振动能。将超声波入射载满水的容器,再放入需要的清洗的对象,水的振动便可去除对象上的尘垢,而不需直接接触对象的表面。眼镜公司替我们洗眼镜时就是用这种方法。如果将高能超声波聚焦,能量甚至足以震碎石块,所以可以用来击碎体内结石,使患者免受手术之苦。
❷ 做b超的时候为什么要涂耦合剂
使用超声耦合剂的目的首先是充填接触面之间的微小空隙,不使这些空隙间的微量空气影响超声的穿透;其次是通过耦合剂“过渡”作用,使探头与皮肤之间的声阻抗差减小,从而减小超声能量在此界面的反射损失。
此外,它还起到“润滑剂”的作用,减少探针表面与皮肤之间的摩擦,使探针能够灵活滑动。
(2)超声波扫描时为什么要加油类物质扩展阅读:
其PH值为中性,对人体无毒无害,不易干燥,不易腐臭,超声波成像清晰,适用粘度大,不油腻,探头容易滑动,能滋润皮肤,消除皮肤表面的空气,润滑性好,易膨胀;
超声波探头无腐蚀或损坏;具有杀菌功能的超声波偶联剂已经上市。与传统的普通偶联剂相比,它对生产环境要求更严格,适用范围更广。
❸ 超声波无损检测时为什么要涂肥皂水
是耦合济.探头与被检件之间连联处不能有空气.不一定用肥皂水,只要声阻抗小的都可以,比如化学浆糊,机油,黄干油,水等等
❹ 超声波传感器测量时为什么使用耦合剂及耦合剂作用
第一它是无毒无害的,它可以起到灭菌作用、消毒作用,也可以叫它消杀型耦合剂;第二除了起到消毒作用,还可以起到润滑作用,就是减少摩擦力;第三能非常好的起耦合作用,它能排开探头和皮肤之间的气体,它的声阻抗非常接近皮肤,能减少干扰,提高探测灵敏度。
❺ 在使用超声波检测仪时,为什么要用到耦合剂常用的耦合剂有哪些
因为超声波信号需要依靠耦合剂来传导,这样能够保证检查结果的准确性。
❻ 超声波的作用及原理
超声波频率高、波长短,他可以像光那样沿直线传播,使得我们有可能向某已确定方向上发射超声波,声波是纵波,可以顺利地在人体组织里传播。 超声波遇到不同的介质交接面时会产生反射波.
声波是属于声音的类别之一,属于机械波,声波是指人耳能感受到的一种纵波,其频率范围为16Hz-20KHz。当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波,高于20KHz则称为超声波声波。
在全球,超声波广泛运用于诊断学、治疗学、工程学、生物学等领域。赛福瑞家用超声治疗机属于超声波治疗学的运用范畴。
(一)工程学方面的应用:水下定位与通讯、地下资源勘查等
(二)生物学方面的应用:剪切大分子、生物工程及处理种子等
(三)诊断学方面的应用:A型、B型、M型、D型、双功及彩超等
(四)治疗学方面的应用:理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等
超声波的作用
玻璃零件.玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事,如果把这些物品放入清洗液中,再通入超声波,清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢,能够很快清洗干净.
虽然说人类听不出超声波,但不少动物却有此本领。它们可以利用超声波“导航”、追捕食物,或避开危险物。大家可能看到过夏天的夜晚有许多蝙蝠在庭院里来回飞翔,它们为什么在没有光亮的情况下飞翔而不会迷失方向呢?原因就是蝙蝠能发出2~10万赫兹的超声波,这好比是一座活动的“雷达站”。蝙蝠正是利用这种“声呐”判断飞行前方是昆虫,或是障碍物的。而雷达的质量有几十,几百,几千千克,,而在一些重要性能上的精确度.抗干扰能力等,蝙蝠远优与现代无线电定位器.深入研究动物身上各种器官的功能和构造,将获得的知识用来改进现有的设备,这是近几十年来发展起来的一门新学科,叫做仿生学.
我们人类直到第一次世界大战才学会利用超声波,这就是利用“声呐”的原理来探测水中目标及其状态,如潜艇的位置等。此时人们向水中发出一系列不同频率的超声波,然后记录与处理反射回声,从回声的特征我们便可以估计出探测物的距离、形态及其动态改变。医学上最早利用超声波是在1942年,奥地利医生杜西克首次用超声技术扫描脑部结构;以后到了60年代医生们开始将超声波应用于腹部器官的探测。如今超声波扫描技术已成为现代医学诊断不可缺少的工具。
声呐与雷达的区别
声呐通过超声波
雷达通过无线电波
医学超声波检查的工作原理与声纳有一定的相似性,即将超声波发射到人体内,当它在体内遇到界面时会发生反射及折射,并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的,因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同,医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线,或影象的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变,便可诊断所检查的器官是否有病。
目前,医生们应用的超声诊断方法有不同的形式,可分为A型、B型、M型及D型四大类。
A型:是以波形来显示组织特征的方法,主要用于测量器官的径线,以判定其大小。可用来鉴别病变组织的一些物理特性,如实质性、液体或是气体是否存在等。
B型:用平面图形的形式来显示被探查组织的具体情况。检查时,首先将人体界面的反射信号转变为强弱不同的光点,这些光点可通过荧光屏显现出来,这种方法直观性好,重复性强,可供前后对比,所以广泛用于妇产科、泌尿、消化及心血管等系统疾病的诊断。
M型:是用于观察活动界面时间变化的一种方法。最适用于检查心脏的活动情况,其曲线的动态改变称为超声心动图,可以用来观察心脏各层结构的位置、活动状态、结构的状况等,多用于辅助心脏及大血管疫病的诊断。
D型:是专门用来检测血液流动和器官活动的一种超声诊断方法,又称为多普勒超声诊断法。可确定血管是否通畅、管腔有否狭窄、闭塞以及病变部位。新一代的D型超声波还能定量地测定管腔内血液的流量。近几年来科学家又发展了彩色编码多普勒系统,可在超声心动图解剖标志的指示下,以不同颜色显示血流的方向,色泽的深浅代表血流的流速。现在还有立体超声显象、超声CT、超声内窥镜等超声技术不断涌现出来,并且还可以与其他检查仪器结合使用,使疾病的诊断准确率大大提高。超声波技术正在医学界发挥着巨大的作用,随着科学的进步,它将更加完善,将更好地造福于人类。
研究超声波的产生、传播 、接收,以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。产生超声波的装置有机械型超声发生器(例如气哨、汽笛和液哨等)、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、
以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。
超声效应 当超声波在介质中传播时,由于超声波与介质的相互作用,使介质发生物理的和化学的变化,从而产生
一系列力学的、热学的、电磁学的和化学的超声效应,包括以下4种效应:
①机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时 ,悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处,在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时,由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化(见电介质物理学和磁致伸缩)。
②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡 。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压,压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和,而从液体逸出,成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞,称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体,甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压,同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷,并在气泡内因放电而产生发光现象。在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。
③热效应。由于超声波频率高,能量大,被介质吸收时能产生显著的热效应。
④化学效应。超声波的作用可促使发生或加速某些化学反应。例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢;溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸;染料的水溶液经超声处理后会变色或退色。这些现象的发生总与空化作用相伴随。超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声波对光化学和电化学过程也有明显影响。各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处理后,特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸收,这表明空化作用使分子结构发生了改变 。
超声应用 超声效应已广泛用于实际,主要有如下几方面:
①超声检验。超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术 。把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上,从试样透出的超声波携带了被照部位的信息(如对声波的反射、吸收和散射的能力),经声透镜汇聚在压电接收器上,所得电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用,在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查,在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术,其原理与光波的全息术基本相同,只是记录手段不同而已(见全息术)。用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器,它们分别发射两束相干的超声波:一束透过被研究的物体后成为物波,另一束作为参考波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图,用激光束照射声全息图,利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像,通常用摄像机和电视机作实时观察。
②超声处理。利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。
③基础研究。超声波作用于介质后,在介质中产生声弛豫过程,声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程,并在宏观上表现出对声波的吸收(见声波)。通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构,这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。普通声波的波长远大于固体中的原子间距,在此条件下固体可当作连续介质 。但对频率在1012赫以上的 特超声波 ,波长可与固体中的原子间距相比拟,此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的 ,称为声子(见固体物理学)。特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究,以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域——
声波是属于声音的类别之一,属于机械波,声波是指人耳能感受到的一种纵波,其频率范围为16Hz-20KHz。当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波,高于20KHz则称为超声波声波。
超声波具有如下特性:
1) 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。
2) 超声波可传递很强的能量。
3) 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。
4) 超声波在液体介质中传播时,可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。
超声波是声波大家族中的一员。
声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。
超声波是指振动频率大于20KHz以上的,人在自然环境下无法听到和感受到的声波。
超声波治疗的概念:
超声治疗学是超声医学的重要组成部分。超声治疗时将超声波能量作用于人体病变部位,以达到治疗疾患和促进机体康复的目的
❼ 为什么在应用超声波传感器探测工件时,探头与工件接触处要涂一层耦合剂
超声信号,从超声换能器到工件,如果中间通过空气耦合,效率是非常低的。因为换能器到空气是一个全反射面,空气到工件也是一个全反射面。所以如果不加耦合剂,就没有办法传播超声信号,也就没有办法完成检测。所以必须加耦合剂。
❽ 使用超声波探测仪为什么要先用耦合剂
因为探头与被测材料之间的高频超声的能量是通过耦合剂来传递的。
为了使超声波进入材料和从材料中反射,探头必须与被测材料尽量靠近,并且在探头和被测材料之间要有介质。在钢材的超声波探伤中,多用水作耦合剂。检测期间,所有探头处在离钢材表面同一水平面,声音耦合由水来完成。
耦合剂用于排除探头和被测物体之间的空气,使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。
根据使用情况选择合适种类的耦合剂。当使用在光滑材料表面时,可以使用低黏度的耦合剂;当使用在粗糙表面、垂直表面及顶表面时,应使用黏度高的耦合剂。
高温工件应选用高温耦合剂。并且,校准和测量时应选择同一种耦合剂。耦合剂应适量使用,涂抹均匀,一般应将耦合剂涂在被测材料的表面,但当测量温度较高时,耦合剂应涂在探头上。
(8)超声波扫描时为什么要加油类物质扩展阅读
耦合剂的好坏与得到的声像图质量密切相关。质量不好的耦合剂可使超声能量损失,分辨力降低,图像模糊,甚至刺激皮肤和损坏探头。
工业耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气,使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。
❾ 超声波超声处理时为什么需要水当介质
探头其实就是超声波的发生和接收装置。超声波传播过程中遇空气就会全反射,使探头接收不到物体内部声波信息。
所以耦合剂的第一个作用:就是隔绝空气,使探头与物体表面良好的接触。
第二个作用:就是润滑作用,使探头能在物体表面良好运动,探查内部结构。
❿ 为什么用超声波进行人体扫描时,在探头与体表之间要涂抹油类物质等耦合
超声波通过空气耦合,衰减很大,用耦合剂可以大大提高效率。
超声波测试的基本方法是基于超声波的频率要高于20kHz。对于不同频率和波形,从材料返回的波形是不同的。
当超声波进入材料后,将在材料中产生机械振动,超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响,通过对超声波受影响的程度和状况的探测来了解材料性能和结构的变化。
(10)超声波扫描时为什么要加油类物质扩展阅读:
超声检查时,探头与病人皮肤之间的空气将阻碍超声波传入人体,为获得高质量的清晰图像,需要使用液性传导介质来连接探头与病人体表,这种介质就是常用的超声耦合剂。
使用超声耦合剂的目的首先是充填接触面之间的微小空隙,不使这些空隙间的微量空气影响超声的穿透;其次是通过耦合剂“过渡”作用,使探头与皮肤之间的声阻抗差减小,从而减小超声能量在此界面的反射损失。另外,还起到“润滑”作用,减小探头面与皮肤之间的摩擦,使探头能灵活的滑动探查。