㈠ 超声波是如何应用在农业的
超声波在农业中的应用及前景展望
超声波是指频率高于人耳听觉上限的声波。在自然界中超声波也是广泛存在的,只是人耳听不见而已。超声波易于进入海水、地层、人体及很多固体和液体,几乎能穿透任何材料。因此,在采集材料内部信息方面与光波、电磁波相比,超声波有其独特的本领。更重要的是,可以利用较大声率或较高声强度的超声波能量来改变材料的某些状态或对生物的发育生长产生某些重要的影响。本文结合有关研究课题,简要报道了超声在在农业中的一些新应用及其前景展望。
1超声在农业中的应用
1.1超声波处理与加工的基本原理
超声波处理与加工设备主要是由四个部分组成:超声波发生器、换能器、超声波聚能器及超声波发生器和换能器之间的匹配电路。如图1所示,通过超声波发生器产生一定高频电能提供给超声换能器。由超声换能器将电能量转化机械能,然后通过超声波聚能器将机械能放大,将声能作用在待处理的物质上。超声波处理与加工的基本原理主要是利用液体动力学的空化现象。超声空化是指超声激活气泡的各种动力表现.这些表现可能是较为有规律而缓和的稳态空化或者是很激烈而短暂的瞬态空化。瞬态空化泡绝热收缩至崩溃瞬间,泡内可呈现高温和几千个大气压的高压,并伴有强大的冲击波或射流等。超声波的辐照因其机械作用,能使液体媒质质点运动增强,质量传输加速,还能影响边界层、膜、细胞壁和液泡。超声的空化作用还能破坏细胞并使酶变性等。以下所举的超声在农业中的一些新应用基本上都是在循着上述的基本原理而实现的。
1.2超声测定土壤中的铅
铅是一种对人体有害的元素.它是土壤分析中的常测元素。采用悬浮液直接进样火焰原子吸收光谱法测定土壤中的铅时,由于土壤样品的取样量大,使得悬乳液的粘度大、不易分散均匀而影响进样的特点。采用先用超声波处理悬浮液后进样的方法,可使进样顺利和使悬浮液稳定时间长:十二烷基硫酸钠(sDS)增敏可以提高悬浮液直接进样火焰原子吸收光谱法测定的灵敏度。该方法快速、简单、准确。适用于各种土壤样品中铅的测定。
1.3超声处理对种子萌发率的影响
超声处理可以影响种子的萌发率.且这种影响具有种的特异性。研究发现在温和的超声处理条件下可以得到较高的种子萌发率.而延长超声处理的时间.处理时间超过其承受的最大值之后,种子胚的死亡率就会升高,种子的萌发力自然就会下降:因此.在讨论超声处理对种子萌发的影响时,不同的处理条件如超声处理的强度大小及处理时间长短都会不同程度影响种子的萌发,导致结果有所差异。
1.4超声处理对植物生长的影响
与其他环境应力一样,超声作为应力的一种作用形式。对植物的生长发育有重要的影响。超声处理可以影响植物体或者某些器官的生存和生长。对器官生长影响的研究要集中在根上,温和的超声处理能促进生根嘲。植物细胞经超声波处理,出现了一致现象,即低剂量、短时间的温和处理能明显加速和诱导植物细胞的分裂.刺激细胞生长,加速原生质体的蛋白合成;而处理时间延长,处理剂量加大则会造成负面的不可恢复的影响。利用超声波对保鲜液处理可以明显增加切花菊、香石竹等植物花枝鲜重,推迟鲜重始降天数,增大最大花茎,延长插瓶寿命。可见,一定频率和强度的超声波处理可以强化植物的一些生理生化指标,促进植物的生长发育。
1.5超声处理对植物呼吸作用的影响
关于植物呼吸作用的研究一直是植物生理学研究的一个热点,特别是对农作物来说,其呼吸作用的大小直接关系到产量的高低,所以它的研究对农业的发展具有十分重要的理论和实际意义。1975年 AlbuE研究发现低频率超声(25kHz)处理蔬菜之后,一年生植物(如番茄和黄瓜)的呼吸强度下降,而两年生植物(如卷心菜和洋葱)的呼吸强度上升。自此我们可以推测,利用超声处理相关的农作物可以提高作物的产量。
1.6超声波犁田
传统的翻地犁需要笨重的机器牵引,这不仅会压实深层的土壤,使其不能保持水份和养料;而且翻起的地表土会被风和雨水侵蚀。这是许多农夫的一大心病。此外,由于多次的翻犁,植物的根以及腐烂的残留植物被翻出地表,他们会散发出二氧化碳气体。约旦的农机工程师奈达?阿布哈德发明了利用超声波松土。他的实验结果显示:松土可达土壤深度20cm。这完全满足了一般农作物的松土深度。
1.7超声处理植物根系
糖类是植物体内的主要成分之一,可溶性糖主要指的是单糖和低聚糖。单糖的磷酸在植物细胞中的含量不高,但它们都是光合作用及呼吸作用过程中的主要中间产物。在代谢过程中极为重要。经声波刺激后,根系中的可溶性糖含量比对照组高大约29.6%。丰富的蛋白质是细胞进行一系列生理活动的物质基础,经过声波刺激后,根系中的可溶性蛋白增加了35.3%,高水平的可溶性蛋白质含量保证了细胞旺盛的分裂生长能力。这说明了经过声波刺激后,植物根部细胞分裂旺盛,生长能力强。
1.8超声除虫及促进蚕卵孵化
用250W-CFS超声发生器(中原电子仪器厂出品)匹配自带的清洗槽,在19.5~20.5kHz,果实内已生有虫子的板栗被浸在清洗槽里的自来水中,开机进行处理15分钟。结束后去水晾干,保存两周。切开板栗果实检查,长10mm左右的幼虫活,而6mm以下的幼虫死亡。加长时间处理,虫子的死亡率基本一致。另外,有人曾用类似的方法及设备处理过蚕卵(约半分钟内),直接结果是蚁蚕的孵化时间达到基本一致:追踪结果为同样条件下长大的成虫做的蚕茧的抽丝率提高;也曾有人试图用超声处理水果(如:苹果、梨等)水果中害虫,大多在当时条件下做些小实验后无果而终。
2有待解决的问题
超声波应用于农业是一个相对较早的研究领域,但目前还没有推广使用,仍处于探索阶段,要进一步发展其应用价值应主要从以下几个方面努力:
2.1理论研究完善问题
超声产生的生物效应不仅与生物组织受辐照的总剂量有关,更重要的是与照射剂量在空间与时间的分配有关。对于不同生物组织,这些关系有所不同。由于影响因素很多,目前取得的一些实验结果重复性尚不令人满意,规律性仍有待摸索,因而这方面的研究尚有大量工作可作。
2.2放大问题
目前.有关超声波产生的生物效应,虽然已在处理量小的情况下应用,但大多属于实验室研究,还缺乏放大使用的中间数据,反映过程的定量化描述.还没有规范化和定量化的尺度,故在超声波刺激生物的生物效应及机理、反应动力学和反应器的放大设计仍需要做大量的、充分的研究工作。
2.3协同性问题
虽然超声在农业生产方面具有极大优势.但超声波对生物体的作用是多方面的,这决定于超声波的频率、强度和作用时间。高强度的超声会破碎细胞,使酶失活。而低强度的超声可以促进细胞生长,增加酶活性,这使得超声波在农业中的应用具有双重性。所以,要使超声处理生物体从理论角度来看更合理,应将超声处理与其他处理技术联合使用,这样从技术上可行,经济上更为合理。
3超声在农业中应用的前景展望
3.1新型高效换能器的出现
磁致伸缩材料是传统的超声换能器材料,由于其性能稳定、功率容量大及机械强度好等优点,至今仍在一些特殊领域被继续应用,但其也有换能器的能量转换效率较低、激发电路复杂以及材料加工较困难等不足之处。随着压电陶瓷材料的大规模推广应用。在一个时期内磁致伸缩材料有被压电材料替代的迹象。然而,随着一些新型的磁致材料的出现,如铁氧体、稀土超磁致伸缩材料以及铁磁流体换能器材料等,磁致伸缩换能器又受到了人们的重视。可以预见,随着材料加工工艺的提高以及成本的降低,一些新型的磁致伸缩材料将在水声以及超声等领域中获得广泛的应用。目前,超声换能器的工作频率从常用的低频率(20kHz)发展到较高频率(几百千赫兹甚至数兆赫兹数量级),且换能器的工作频率也从单一的工作频率发展到多个工作频率。此外,新型的稀土超磁致伸缩材料的成功研制也为新型的磁致伸缩换能器的研制打下了坚实的基础。这些新型高效的换能器的成功研制必将使超声技术的应用范围扩大。
3.2超声技术在农业中的应用将有新的发展与提高
超声产生的生物效应不仅与生物组织受辐照的总剂量有关,更重要的是与照射剂量在空间与时间的分配有关。对于不同生物组织,这些关系有所不同。同时,超声也可与远红外线辐射育种和处理农作物种子的技术结合起来进行四,以诱发突变,从中选育出优良变异个体,通过一系列育种程序,培育新品种,国外已有了这种试验,效果还算不错;超声在药材种植生产上的应用前途和潜力还很大.对促进国家药材生产的发展具有较大的实际意义:超声为农、林、牧业上的人工增雨方面也作出了一定的贡献。目前在国内超声农业的应用,尚未引
起有关方面的足够重视。但从许多实验实践证明,超声农业中应用的可能性和多样性的潜力是很大的.它已显示出其威力和远大广阔前景。根据国内外已有的太空试验结果。作者预计。如果在地面用超声处理过的种子再带到太空去使其发芽生长.很可能会有更为神奇的结果出现。我们完全可以相信,用不了多长的时间,新型超声技术将会在为我国的社会主义农业现代化服务,提高农业生产率中,起到特有的作用。
㈡ 超声波疗法的超声波的生物物理学效应及其作用机理
机械作用是超声波的一种基本的原发的作用。超声波在介质内传播过程中介质质点交替压缩与伸张形成交变声压,不仅可使介质质点受到交变压力(在治疗剂量下,每一细胞均受4-8mg压力变化影响)及获得巨大加速度而剧烈运动,相互摩擦,而且能使组织细胞产生容积和运动的变化,可引起较强的细胞浆运动(原浆微流或称环流),从而促进细胞内容物的移动,改变其中空间的相对位置(据观察,强度不大的超声波能使嗜伊红细胞的原浆颗粒旋转,剂量大时甚至颗粒被抛出细胞外),显示出超声波对组织内物质和微小的细胞结构的一种“微细按摩”的作用。
这种作用可引起细胞功能的改变,引起生物体的许多反应。可以改善血液和淋巴循环,增强细胞膜的弥散过程,从而改善新陈代谢,提高组织再生能力。所以治疗某些局部循环障碍性疾病,如营养不良性溃疡效果良好。有人观察在超声波的机械作用下,脊髓反射幅度降低,反射的传递受抑制,神经组织的生物电活性降低,因而超声波有明显镇痛作用。超声的机械作用还能使坚硬的结缔组织延长、变软,用于治疗疤痕、粘连及硬皮症等。
可见,超声波的机械作用可软化组织、增强渗透、提高代谢、促进血液循环、刺激神经系统及细胞功能,因此有重要的治疗意义,在超声治疗机理上占重要地位。 超声波作用于机体时可产生热,有些人甚至称为“超声透热疗法”。超声波在机体内热的形成,主要是组织吸收声能的结果。其产热有以下特点:
1.由于人体各组织对声能的吸收量各有差异,因而产热也不同。一般超声波的热作用以骨和结缔组织为量显著,脂肪与血液为最少。如在超声波5W/cm2,1.5分钟作用时,温度上升在肌肉为1.1℃,在骨质则为5.9℃。
2.超声波热作用的独特之处是除普便吸收之外,还可选择性加热,主要是在两种不同介质的交界面上生热较多,特别是在骨膜上可产生局部高热。这在关节、韧带等运动创伤的治疗上有很大意义。所以超声波的热作用(不均匀加热)与高频是及其他物理因子所具有的弥漫性热作用(均匀性加热)是不同的。
3.超声波产生的热将有79-82%由血液循环带走,18-21%由邻近组织的热传导散布,因此当超声波作用于缺少血循环的组织时,如眼的角膜、晶体、玻璃体、睾丸等则应十分注意产生过热,以免发生损害。 基于超声波的机械作用和温热作用,可继发许多物理的或化学的变化如:
1.氢离子浓度的改变炎症组织中伴有酸中毒现象时,超声波可使pH值向碱性方面变化,从而使症状减轻,有利于炎症的修复。
2.对酶活性的影响超声波能使复杂的蛋白质解聚为普通的有机分子,能影响到许多酶的活性。如超声作用能使关节内还原酶和水解酶活性增加,目前认为在超声治疗作用中水解酶活性的变化是起重要作用的。
3.近年来对超声作用机理的研究,已深入到细胞分子水平。在电镜下观察发现,细胞内超微结构中线粒体对超声波的作用最敏感。核酸也很敏感,实验发现低强度超声波作用可使细胞内胸腺核酸的含量增加,从而影响到蛋白质的合成,刺激细胞生长。
4.在高强度的超声作用下,组织内可形成许多高活性的自由基,如HO1、OH、H2O2、O等,它们可加速组织内氧化还原过程,加速生长过程。
目前,关于超声波的生物学作用机理仍有多种争义。但多数学者认为,具有物理学特性的超声机械振动,以及在此基础上产生的分布特殊的“内生热”和必然引起的生物理化改变,是有机联系的。弧立的强调那一方面的作用都是片面的,并在上述三方面基本作用因素的基础上,通过复杂的神经-体液调节途径治疗疾病的。神经系统的反应和调节在超声波的治疗机理中起着主导作用,而超声作用过程中发生的体液方面的改变,又是作用的物质基础,二者有机结合构成统一的反应过程。
㈢ 超声刀适合多大年龄做
亲,一般25岁的小仙女就可以做了,也许你40岁才会感到岁月不饶人,其实身体的细胞从25岁就开始衰老了,并伴随年龄的增长,这一衰老过程会加速,其中也包括皮肤的。- -
而超声刀美蓉是近几年的事情,原理就是把超声能量通过一个特殊的换能器聚焦成一个很小的一个点,在这个点上产生的热能很大,可以直接让组织产生热破坏,接着热破坏以后组织就要修复,因为高温让真皮层甚至皮下都会受到损伤,导致术后肌肤干燥起皮、面部凹陷、红肿等,而每两年做一次超声刀比较适合皮肤自然生长。所以在新胞体没有完全生长更新好之前,再次的伤害皮下细胞会带来很多的危害和副-作用。
这个时候你自己的皮肤养分就很重要,自身体内的ACMETE-A生成太不够充足,没有及时修复细胞及组织,你的细胞就会干瘪枯萎,就像大树没有营养补充,很蓉易就会枯萎。那么再好的机 器也是徒劳,这也是为什么别人做超声刀能坚持两三年,而你三个月就没有效果了。
做超声刀后注意事项?超声刀美蓉术前、术后护理?
1、术前保持皮肤、毛发清洁卫生,手术当天不能化妆,以前化妆的痕迹要尽量去除。
2、术前要与你的主治医师充分的沟通,严格按照医嘱早、晚各一次,13克超声刀配套ACMETE-A生成太,服用10-20天。
3、三天内请勿用热水洗脸 (不超过体温的水即可);注意补水即可。建议一周不超过2次面膜。
4、一月内不要吃酱油等色素重的东西,不要喝酒、吃辣椒。
5、早、晚各一次,13—26克超声刀配套ACMETE-A生成太,3至6个月,用量根据皮肤修复情况。术后为了超声波穿过的皮肤每一层进行能及时作出“愈伤反应”,从皮肤表层一直修复到筋膜层,避免超声刀副作用,达到超声刀效果这点至关重要。
6、超声刀美蓉后注意术后1月内不要去高温桑拿、瑜伽等高温环境,并且不能暴晒。
7、术前后避免口服单纯胶原蛋白,尤其是超声刀后已经激发了自身胶原蛋白后,额外补充单纯胶原蛋白出现胶原变异,折叠的危险更大,出现一系列超声刀副作用。
㈣ 超声波在工业、农业、医疗和军事的应用
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。
㈤ 超声波是什么用于什么领域
[编辑本段]超声波的简介
我们知道,当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为20~20,000赫兹。当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时,我们便听不见了。因此,我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1~5兆赫。超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远等特点。可用于测距,测速,清洗,焊接,碎石等。在医学,军事,工业,农业上有很多的应用。
理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在我国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度.这就是超声波加湿器的原理.咽喉炎.气管炎等疾病,呼唤斤年时斤百 很难血流到达患病的部位.利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效.利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎,从而减缓病痛,达到治愈的目的。
现在,人们利用超声波来为飞机、轮船导航,寻找地下的宝藏。超声波就像一位无声的功臣,广泛地应用于工业、农业、医疗和军事等领域。斯帕拉捷怎么也不会想到,自己的实验,会给人类带来如此巨大的恩惠。
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㈥ 超声波提取设备温度控制多少比较合适
温度一般在30~50 ℃之间进行超声波强化萃取,不会破坏中药材中某些具有热不稳定、易水解或氧化特性的有效成分。超声时间一般控制在30分钟为宜。
㈦ 超声波的介绍
超声波
我们知道,当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为20~20,000赫兹。因此,当物体的振动超过一定的频率,即高于人耳听阈上限时,人们便听不出来了,这样的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1~5兆赫。超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远等特点。可用于测距,测速,清洗,焊接,碎石等
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“雷达”判断飞行前方是昆虫,或是障碍物的。
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“声纳”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。
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。
频率高于20000 Hz(赫兹)的声波。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、热的、电磁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。
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
超声波的特点:
1、超声波在传播时,方向性强,能量易于集中。
2、超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离。
3、超声与传声媒质的相互作用适中,易于携带有关传声媒质状态的信息(诊断或对传声媒质产生效应。(治疗)
超声波是一种波动形式,它可以作为探测与负载信息的载体或媒介(如B超等用作诊断);超声波同时又是一种能量形式,当其强度超过一定值时,它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用,去影响,改变以致破坏后者的状态,性质及结构(用作治疗)。
超声波的发展史:
一、国际方面:
自19世纪末到20世纪初,在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后,人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法,从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。
1922年,德国出现了首例超声波治疗的发明专利。
1939年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。
40年代末期超声治疗在欧美兴起,直到1949年召开的第一次国际医学超声波学术会议上,才有了超声治疗方面的论文交流,为超声治疗学的发展奠定了基础。1956年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表,超声治疗进入了实用成熟阶段。
二、国内方面:
国内在超声治疗领域起步稍晚,于20世纪50年代初才只有少数医院开展超声治疗工作,从1950年首先在北京开始用800KHz频率的超声治疗机治疗多种疾病,至50年代开始逐步推广,并有了国产仪器。公开的文献报道始见于1957年。到了70年代有了各型国产超声治疗仪,超声疗法普及到全国各大型医院。
40多年来,全国各大医院已积累了相当数量的资料和比较丰富的临床经验。特别是20世纪80年代初出现的超声体外机械波碎石术和超声外科,是结石症治疗史上的重大突破。如今已在国际范围内推广应用。高强度聚焦超声无创外科,已使超声治疗在当代医疗技术中占据重要位置。而在21世纪(HIFU)超声聚焦外科已被誉为是21世纪治疗肿瘤的最新技术。
超声波治病机理:
1.机械效应:超声在介质中前进时所产生的效应。(超声在介质中传播是由反射而产生的机械效应)它可引起机体若干反应。超声振动可引起组织细胞内物质运动,由于超声的细微按摩,使细胞浆流动、细胞震荡、旋转、摩擦、从而产生细胞按摩的作用,也称为“内按摩”这是超声波治疗所独有的特性,可以改变细胞膜的通透性,刺激细胞半透膜的弥散过程,促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血缺氧状态,改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机能等。使细胞内部结构发生变化,导致细胞的功能变化,使坚硬的结缔组织延伸,松软。
超声波的机械作用可软化组织,增强渗透,提高代谢,促进血液循环,刺激神经系统和细胞功能,因此具有超声波独特的治疗意义。
2.温热效应:人体组织对超声能量有比较大的吸收本领,因此当超声波在人体组织中传播过程中,其能量不断地被组织吸收而变成热量,其结果是组织的自身温度升高。
产热过程既是机械能在介质中转变成热能的能量转换过程。即内生热。超声温热效应可增加血液循环,加速代谢,改善局部组织营养,增强酶活力。一般情况下,超声波的热作用以骨和结缔组织为显著,脂肪与血液为最少。
3.理化效应:超声的机械效应和温热效应均可促发若干物理化学变化。实践证明一些理化效应往往是上述效应的继发效应。TS-C型治疗机通过理化效应继发出下列五大作用:
A.弥散作用:超声波可以提高生物膜的通透性,超声波作用后,细胞膜对钾,钙离子的通透性发生较强的改变。从而增强生物膜弥散过程,促进物质交换,加速代谢,改善组织营养。
B.触变作用:超声作用下,可使凝胶转化为溶胶状态。对肌肉,肌腱的软化作用,以及对一些与组织缺水有关的病理改变。如类风湿性关节炎病变和关节、肌腱、韧带的退行性病变的治疗。
C.空化作用:空化形成,或保持稳定的单向振动,或继发膨胀以致崩溃,细胞功能改变,细胞内钙水平增高。成纤维细胞受激活,蛋白合成增加,血管通透性增加,血管形成加速,胶原张力增加。
D.聚合作用与解聚作用:水分子聚合是将多个相同或相似的分子合成一个较大的分子过程。大分子解聚,是将大分子的化学物变成小分子的过程。可使关节内增加水解酶和原酶活性增加。
E.消炎,修复细胞和分子:超声作用下,可使组织PH值向碱性方面发展。缓解炎症所伴有的局部酸中毒。超声可影响血流量,产生致炎症作用,抑制并起到抗炎作用。使白细胞移动,促进血管生成。胶原合成及成熟。促进或抑制损伤的修复和愈合过程。从而达到对受损细胞组织进行清理、激活、修复的过程。
量子声学。
超声波还可以进行雷达探测.清洗较为精细的物品,如钟表,可以利用超声波来击碎病人体内胆结石,还可以利用超声波测距.
超声波检测还用于电阻焊的焊点强度的检测。
㈧ 超声波的超声波美容
1、软坚去脂治暗疮:
暗疮的形态有多种,较常见的有化脓性和粉刺性,但有种暗疮体形较大,红肿坚硬,碰之很痛,处理不当往往易形成坚硬瘢结。遇到此类患者,初期最好不要刺破挤压,应用超声波美容机加暗疮消炎膏,轻轻在疮表面按摩,每个疮体按摩1分钟左右,几个连在一起的可整片按摩,超声波能冲击淋巴结,加速积压的血液和淋巴液循环消散,炎性细胞在超声波的作用下改变形状,加上超声波将消炎药物导入,肿形暗疮的充血现象得以改善,皮上硬结逐渐软化。
2、消除暗疮愈后瘢痕(结节)
暗疮生长期间,不少患者因挤压过度,发炎时处理不当,将微细血管弄破,血液渗出皮肤,呈现出一个个“红印”,也有些人用消炎药力过强的药膏,刺激皮肤色 素沉着,愈后留下“咖啡色印”,而超声波能渗透皮肤,不但能溶解渗透皮肤干涸了的血液,同时能加强血液循环及新陈代谢,活化细胞,加速吸收,使色印更快褪去。 暗疮化脓若经挤压或局部组织损坏过度,局部组织细胞经细菌感染死亡后,无法正常代谢及血管破裂渗出的污血未 作适当处理而凝固,造成愈后结节硬块,此种结节硬块,一般若搽瘢痕膏或涂瘢痕油,最快也要15-45天才能逐渐软化和色素淡化,若以超声波配合相应药物, 愈后会情况良好。
3、清除皮肤异常色素:
脸部皮肤色素异常,是最常见也是最碍皮肤美容的问题之一。形成的原因有多种,如使用不适宜之化妆品或较长时间搽刺激性药品、蚊虫咬伤、曝晒、烫伤等原因引发的不正常高色素症,还包括美容师常说的黄褐斑、子宫斑、蝴蝶斑等。
美容医师常用“磨砂、漂白、护肤”去处理,结果不仅不理想,而且往往会适得其反,令色素愈来愈深,服药物亦难有显著效果,而应用超声波配合祛斑精华素和大剂量维生素C,见效快,能彻底清除异常色素。治疗时要详细分析长斑的原因、斑的属类,凡找不到原因的斑或基本定型不再长的斑,应用超声波治疗,并配合中药面膜或服用对症之中药,效果会更好。
4、分化色素除皮下斑:
皮肤科医生和 美容师常会发现有的人面部长斑,除颜色之外,也有深浅之分,有些仅在表皮,有些却在皮下,如黑斑或色素沉积,如急功近利对患者施以冷冻、电灼、磨皮、换肤等方法,到头来可能弄巧成拙,若伤了真皮而造成永久性瘢痕,患者会遗恨终生,用超声波美容机配合能分化斑细胞的药物进行外部治疗,其效果是立竿见影的。
5、防止皮肤老化干燥、防皱除皱、去瘀散血:
真皮中透明质酸含量减少,会使皮肤 与水的结合能力衰退,细胞内含水量降低造成肌肤干燥,30岁以后易产生明显皱纹,时下女性通常借助营养和活性蛋白胶原霜或抗皱霜搽局部皮肤来缓和老化,但 由于细胞吸收有限且深层组织代谢停滞,因此效果不佳,如果以超声波配合胎盘素、抗皱霜或维生素E油等营养霜作短期密集性按摩,除供给皮肤高营养、胶原蛋白 和保湿性因子外,还可活化刺激深层细胞,使深层细胞大量吸收营养,以减缓老化和干燥,并促进新细胞活化而达到肌肤光泽改善的目的。
皱纹是衰老的象征,应用超声波美容机加上优质的抗皱霜,将抗皱霜里的药物生育酚迅速渗透,能加强代谢和抗衰老,预防小皱纹形成,由于运用超声波的机械按摩作用,一方面调节了皮下细胞通过细胞膜的变化而重新排列作用,另一方面又加强了血液循环和代谢功能,使缺水缺养分的皮肤得到补充,因此小皱纹日渐消失。
6、减轻眼袋和消除黑眼圈:
超声波按摩作用能有效地加速血液和淋巴循环,增强代谢功能;加上热能作用,更能溶解脂肪,加速皮下吸收,使过多积聚的水份和脂肪消散,眼袋便随之消失,静脉血液循环加快,瘀血减少,血液流通正常,蓝色不再明显,黑眼圈也就没有了。做这种治疗时,就必须采用超声波美容机的小声头,配合营养霜、眼霜或精华素,顺着皮肤纹理的方向按摩,每次每个眼袋5分钟,力度要小,动作要轻柔,小心勿使药物进入眼睛,声头不能对准眼球主向,以免影响眼睛的眼压和含水量
7、软化瘢痕,淡化色素:
有些人的体质会因轻或重的外伤、烫伤、烧伤或暗疮感染后引起良性结缔组织的新生物。此种瘢痕的形成并非伤口愈后立即产生,而是愈后l-2个月左右瘢痕增生期后出现。
初期皮肤出现潮红和少数毛细血管扩张,此为瘢痕时期。如未给予适当治疗,则红肿日益显著,扩张的毛细血管也渐增多,水肿突出,显著高出皮面,继以纤维化,触之非常坚实,如在关节部位会产生僵硬及功能障碍,如为面部,则可能产生颜面伤残或口歪眼斜之严重性后遗症。
此类瘢痕疙瘩若为局部性或小面积,则可用超声波配合田七霜或瘢痕软化剂以稍加重力连续间隔2-3天按摩一次,连续2-3个疗程,可逐渐使瘢痕软化、变平,并可淡化色素。
8、做按摩,改善皮质:
面部皮肤的素质,严格来说,每个人都不相同,普通分类为油性、干性、混合性、敏感性。天生皮肤白嫩细腻,得天独厚的人不少,但更多的人因各种各样不同因素刺激影响,会造成很多皮肤问题,如长斑、长疮,形成皱纹等,此类皮质的变化,若能及早预防,当然可以避免或减少发生,即使出现了问题,能及时得到适当的 处理,皮肤问题能尽快消除,同时皮肤素质也能得到改善或恢复。常在皮肤保养方面应用超声波,能使皮质变细变嫩、去脂、提高抗病力,确是一种优异的美容保健方法。
中国超声波清洗机设备厂家主要集中在广东的广州、深圳、东莞,江苏的苏州、常州,杭州等。