超声波怎么做的过程

㈠ 超声波是怎么形成的什么物质

所谓超声波其实就是声波的一种，只不过它的频率比一般人耳所能听到的频率要高，所以才叫做“超声波”。人耳所能听到的频率一般是20Hz~20000Hz，频率低于20Hz的声波叫做“次声波”，频率高于20000Hz的声波叫做“超声波”。

声音是怎样形成的，超声波就是怎样形成的。通常我们所听到的声音，特别是噪声，实际上包含了很宽的频带，既有次声、普通声音，也有超声，只不过人耳只能听到普通声音而已。

由于机械波的很多性质都和频率密切相关，比如透射率、衰减系数、辐射本领等等，所以人们经常使用处于超声波段的声波来达到某些用途（次声波也是如此）。这时人们可以用特殊的仪器产生窄频带的超声波，以提高利用率。具体的做法一般就是让声源以高于20000Hz的频率振动，辐射出去的自然就是超声波了。

由于高于20000Hz的声源用机械方法很难产生，所以通常都是用振荡电路产生的电信号激励声源振动。从本质上讲，超声波和电并没有必然的联系，只要能产生20000Hz以上的声源，不管用什么方法，都能产生超声波。

㈡ 医学超声成像原理

我总结一下医学超声成像的原理

超声波成像需要三个步骤：发射声波，接受反射声波，以及信号分析处理得到图像。

超声波探头是通过压电陶瓷换能器发射超声波，不同的探头能够发射的声波频率不同。医学超声波频率一般是2-13MHz，声波频率越高，衍射越弱，成像分别率越高；但与此同时，频率越高，声波衰减也越快，穿透深度就小。因此，我们在探测心脏的时候，只能用频率较低的声波，否则探测的深度不够，虽然成像效果差一些；而在探测颈动脉、股动脉等表皮下方的血管时，就用频率高的声波，成像好清晰许多。实验中，我们采用的心脏探头为2-4MHz，血管探头为10MHz。

接收反射波的依旧是同一个超声波探头，压电陶瓷换能器将声波信号转换成电信号，之后电脑上的系统进行信号处理成像。

B型超声波显示的是探头面向的组织切面的二维灰度图。我们知道确定二维灰度图上的每个点需要3个信息，横坐标、纵坐标和灰度。这些是怎么得到的呢？由于超声波在人体内接触到组织会反射，不同的组织声阻抗不同，根据接收到的回波反射率计算得到声阻抗，对应于图上的灰度（如血管壁的组织声阻抗差不多，在图像上的灰度就差不多，就能看出来是血管的形状）。假设探头是一维的，那么探头上每一个探针的位置就对应一个横坐标。纵坐标是由发射和接收声波的时间差决定的，假设声波在人体中传播速度相同，那么时间越长表示反射组织的位置越深。最后由得到的灰度图，可以看到组织轮廓，并可以进行测量，如血管直径，面积等等。

当然，具体的成像过程远远比这个复杂，因为B超是实时的，如何区分发射波、反射波、如何去除噪音，放大信号，信号处理非常复杂，我也不清楚。但以上简单的描述，已经足够我们大致了解成像的过程。

多普勒效应我们中学物理都学过，无论是发射者还是接收者相对声波传播介质运动，都会引起观察到的声波频率的变化。

利用多普勒效应测量血流速度如下图，探头发射声波的方向和血流方向的夹角为 \theta，发射声波频率为 f_0，反射声波频率为 f'，多普勒频率也就是频移为f_D，声波在人体组织中传播速度为c，血流速度为v

则由多普勒频率可以计算得到血流速度，公式如下

它的推导过程主要就是套两次多普勒效应公式，发射时认为接收者（血液）相对声波介质（人体组织）运动，而回收时认为发射者（血液反射声波）相对介质运动。然后相加项近似两个频率不变得到分母的2f_0。

之前做彩超检查子宫，我就问给我检查的护士姐姐啥是彩色超声波，因为我发现无论是检查结果还是他们的显示屏都是黑乎乎的，完全不知道彩色在哪里。

彩超相比于B超，通过多普勒效应测量血流的速度，并在图像中通过着色来表出来。所以这个彩色并不是直接反应人体组织颜色的，颇令人失望。一般来讲，图像中红色表示血流方向是迎面而来，而蓝色表示血流方向是离你而去。同时，颜色越深表示血流速度越快。

脉冲多普勒的原理不太懂，网上查了一下彩色多普勒和脉冲多普勒的区别，大概是方法不太一样，也有各自的优缺点。实验时，我们通过脉冲多普勒得到血流速度的频谱，也就是血路速度随时间的变化图（波形图），不是人体组织的成像图。通过测量两个血流速度脉冲之间的水平距离（时间差），就可以计算得到心率，如果在彩色多普勒图像（B型超声图像也行）测量血管的直径，进而计算出血管的面积，再乘以血流速度的波形图一个周期内曲线下方的面积（积分），就可以得到血流量（一分钟内流过的血流体积）

下图就是我的颈动脉彩色多普勒成像（上部分），和脉冲多普勒成像（下部分），并且测量了血流速度的峰值、心率（2倍心率）、血管直径和血流量（VolFlow）等信息

总结起来，医学超声仪器的物理原理：用压电换能器发射和接收超声波，通过反射率、接收时间、探针位置得到组织轮廓成像，通过多普勒效应测量血流速度。B超成像是二维的灰度图，反应组织轮廓，彩超是二维灰度图上加了血流速度的信息，脉冲多普勒得到的是血流速度随时间的变化波形。

想起来一个有趣的地方，用脉冲多普勒的时候，仪器会发出跳动的声音，无论是测量血管还是心脏。我不知道这个声音，是我心跳或者血流脉冲声音的放大，还是仪器自带的声音，配合我心跳的跳动而播放。

一些自问自答 ：

1.血流速度怎么测量：多普勒效应

2.血流量怎么得到：血管面积乘以血流速度的积分

3.心率怎么得到：脉冲多普勒中，两次血流量最大值的之间间隔为周期

4.心脏容积怎么得到：描迹自动求面积

5.血管面积怎么得到：描迹或者测量血管半径

6.心功能怎么得到：心收缩和心舒张的左心室心脏容量的比值

7.彩色多普勒和脉冲多普勒的区别：一个是二维成像图、一个是频谱

参考资料：

1. 维基网络：医学超声检查

相关文章

我写了几篇博客来介绍和记录我们的四级物理实验： 用医学超声仪器研究运动对人体血流分布的影响

① 为什么在校医院做大物四级实验

② 医学超声成像原理

③ 运动对血流分布的影响 实验设计

④ 运动对人体血流分布的影响 实验结果

㈢ 急急急!怎样能够制造最简单的超声波发生器

超声波主要使用压电陶瓷，任何体积都可以（特殊规格需定做）但是功率跟体积有关600度以下应该都没问题电源需要根据外形设计压电陶瓷就是换能器，只要加上固定频率交流，就会产生相应机械波超声波发生器。

它的作用是把的市电（220V或380V，50或60Hz）转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。从放大电路形式，可以采用线性放大电路和开关电源电路，大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。

发生器的原理是首先由信号发生器来产生一个特定频率的信号，这个信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号，这个特定频率就是换能器的频率，一般应用在超声波设备中的超声波频率为20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz；1OOKHz或以上现在尚未大量使用。

(3)超声波怎么做的过程扩展阅读：

超声工作过程中，振动系统的温度、刚度、静载荷、加工面积、工具磨损等因素的变化，使得系统的固有频率发生漂移，这就要求超声发生器具有频率自动跟踪功能，同时为保证加工质量和保护超声系统，要求发生器具有根据负载调整输出功率的功能。

在工业生产中超声波换能器工作过程中即使频率跟踪良好，超声波发生器供入交流电压的变化、超声波从空载到负载从几十瓦到几千瓦在几毫秒内瞬间变化，使得超声波换能器的振幅和功率随之改变换能器达不到高效工作状态，使得超声波加工出来的产品不一致，对于超声波设备普遍存在的问题。

为了适应工业生产过程中，发生器传输给换能器的超声频电能不受负载功率与及输入电压的变化而改变发生器在1毫秒内自动调整振幅，及恒定振幅功能。

㈣ 超声波清洗机的操作过程

1．确保没有异物落到超声波清洗机腔体底部，如有必须清除。
2．配置清洗液：在清洗槽内按比例加水和清洗剂。
3．打开电源开关，机器进行自检。
4．打开除气开关排除气体。
5．设置溶液温度，加热清洗液，加热设置温度不能超过45℃。
6．流动水下初步冲洗器械后，将器械放入超声波清洗机清洗网篮内，必须使用清洗网篮装载，直接放置在超声波清洗机腔体底部清洗。器械必须充分打开，可拆开的器械分离各组件；吸管等细长中空器械开口朝下倾斜放置，确使腔内注满溶液，清洗液液面浸过器械2～4 cm。
7．盖好超声波清洗机的盖子，设置清洗时间，开始超声清洗。超声清洗时间在3～5 min，不宜超过10 min。
8．器械超声清洗后继续后续的清洗、漂洗、终未漂洗及消毒处理。超声清洗完毕后排出超声波清洗机内液体。
9.不允许擅自拆开机器
10.对有加热装置的清洗机在清洗完毕后，必须先关闭加热器，待清洗液冷却后再放空清洗液。

㈤ 超声波产生的基本过程

铭扬超声波小编回答您:超声波的产生
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形式。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20000Hz以上的,其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动模式，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声波频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超声成象所用的频率范围在 2∽5兆Hz之间，常用为3∽3.5兆Hz（每秒振动1次为1Hz，1兆Hz=10^6Hz,即每秒振动100万次，可闻波的频率在16－20，000HZ 之间）。超声波是声波大家族中的一员.
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性──超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
频率高于2×104赫的声波。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。

㈥ 超声导波是怎么形成的麻烦具体一点。

超声波发生器是人为制造超声波的方法之一
另外，海豚，蝙蝠等动物也会发出超声波。
你网络一下超声波，和看下下面的链接差不多就可以了。

㈦ 超声波详细的工作原理

超声波工作原理：超声波清洗原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质,清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡,存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动,当声压达到一定值时,气泡迅速增大,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压,破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而黏附在
清洗件表面是,油被乳化,固体粒子及脱离,从而达到清洗件净化的目的,且通过其空化作用达到洗盲脚的作用。超声波的危害：超声波在生物体内传播时，通过组织间的相互作用，导致生物体机能和结构变化，称为超声波的生物效应，产生生物效应的机制是热效应和空化效应。
所谓的热效应是指超声波传播过程中，部分能量被生物组织吸收转变为热能，使组织温度增高；空化效应是指超声波传播过程中与组织中的气核或微气泡相互作用，使其突然爆破，产生巨大的瞬间压力，使组织内部结构改变。
低剂量超声是潜在的致癌与致畸形因素，而且不同频率、不同声强对不同个体有一定危害。因为超声波对固体和液体都有很强的穿透本领，能量较大时可以使物质微粒作高频振动，部分能量还可以转变为热能，使局部温度升高。高强度的脉冲超声波在含有微米级小气泡的液体中传播时，可导致气泡收缩、膨胀以至猛烈爆炸，这种现象称为“空化现象”。不久前美国著名超生物物理专家卡斯坦森指出，某些临床使用的超声图像诊断仪的最大输出强度已达1千瓦／平方厘米，这个强度足以使生物体产生瞬态空化现象。对生物体来说，瞬态空化作用时，靠近爆炸气泡附近的细胞会受到损伤，一般说来，在人体内大多数器官和生物流体中，损伤少量细胞不会对人体产生危害。超声波对人体危害的原理：超声波对人体危害的原理是，超声波在生物体内传播时，通过组织间的相互作用，导致生物体机能和结构变化，称为超声波的生物效应，产生生物效应的机制是热效应和空化效应。
所谓的热效应是指超声波传播过程中，部分能量被生物组织吸收转变为热能，使组织温度增高；空化效应是指超声波传播过程中与组织中的气核或微气泡相互作用，使其突然爆破，产生巨大的瞬间压力，使组织内部结构改变。

㈧ 超声波清洗机是如何工作的

超声波清洗机是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。

㈨ 超声波的原理和清洗过程，需要详细的资料

一、超声波的清洗的过程，其实就是超声波清洗是利用超声波在液体中 的社会化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中，空化作用和直进流作用应用得更多。
（1）空化作用：空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时，液体中产生真空核群泡的现象，在压缩力作用时，真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力，由此剥离被清洗物表面的污垢，从而达到精密洗净目的。
（2）直进流作用：超声波在液体中沿声的传播方向产生流动的现象称为直进流。声波强度在0.5W/cm2时，肉眼能看到直进流，垂直于振动面产生流动，流速约为10cm/s。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌，污垢表面的清洗液也产生对流，溶解污物的溶解液与新液混合，使溶解速度加快，对污物的搬运起着很大的作用。
（3）加速度：液体粒子推动产生的加速度。对于频率较高的超声波清洗机，空化作用就很不显著了，这时的清洗主要靠液体粒子超声作用下的加速度撞击粒子对污物进行超精密清洗 上述内容是对超声波清洗机清洗工作的简要介绍，用超声波可以分为三种，即次声波、声波、超声波。次声波的频率为20Hz以下；声波的频率为20Hz~20kHz；超声波的频率则为20kHz以上。其中的次声和超声波一般人耳是听不到的。超声波由于频率高、波长短，因而传播的方向性好、穿透能力强，这也就是为什么设计制作超声波清洗机的原因。
二、超声波的原理就是:主要是通过超声波换能器转成高频机械震荡而传播到介质中
， 清洗液中的辐射，使液体震动而产生数以万计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区产生、生长，而在正压区迅速闭合，在这种被成为“空化效应”的过程中，微小气泡闭合时间可产生瞬间高压。连续不断产生的瞬间高压，就像一连串小爆炸一样不断冲击物件表面，使物体表面及缝隙的污垢迅速剥落，从而达到清洗物体的目的。因此，经过北京超声波清洗机清洗工艺后，清洗质量更好。也可以访下面链接地址，http://www.yaketd.com/。
以上的内容，希望对大家能够有所帮助，如有不对挺及时更改，谢谢。

㈩ 超声声速的测定实验步骤

超声声速的测定实验步骤是：（1）按照驻波法测声速原理连接电路。

（2）将换能器调至水平，在信号源中闷轿设定合适的正弦波形，记录波形频率，输出信号，调节换能器两端子的距离，使示波器显示的峰值最大，记录此时的距离。

（3）不断增大两端子距离，并微调卡尺，记录每次使得波形最大时的距离。

（4）分析数据，利用公式V=f λ，计算声速。

用相位法测波长和声速

（1）按相位法测声速原理，依下图正确连线。

（2）信号发生器调节，选择超声波频率，约35KHZ，选择合适的波幅，输入正弦波。

（4）测蚂薯肆量时，将S2从S1缓慢移开，依次记录下屏上每次出现直线时所对应的X1，X2，X3，…，Xn 共10个值

（5）分析处理数据，利用公式V=f λ，计算声速。