Особенности УЗИ

Законы распространения ультразвуковых волн в среде, такие как отражение, преломление, дифракция и рассеяние, принципиально не отличаются от законов (слышимых) звуковых волн. Но длина волны ультразвука очень короткая, всего несколько сантиметров, а то и несколько тысячных долей миллиметра. По сравнению с (звуковыми) звуковыми волнами, ультразвук обладает многими экзотическими свойствами:

1. Длина волны ультразвуковой волны очень короткая, а размер обычного препятствия во много раз больше длины волны ультразвуковой волны, поэтому дифракционная способность ультразвуковой волны очень плохая, но она может распространяться по направленной прямой в однородной среде. характеристики более выражены. Поэтому, когда ультразвуковая волна распространяется, направленность сильна, и энергию легко сконцентрировать.

2. Ультразвук может распространяться в различных средах и может путешествовать достаточно далеко.

3. Взаимодействие между ультразвуком и средой передачи звука умеренное, и легко передавать информацию о состоянии среды передачи звука (диагностика или влияние на среду передачи звука). Ультразвук - это форма волны, которая может быть использована в качестве носителя или среды для обнаружения и информации о нагрузке (например, B-ультразвук, используемый для диагностики); Ультразвук также является формой энергии, когда его интенсивность превышает определенное значение, он может проходить и среда, через которую передается ультразвуковая волна, взаимодействует, воздействует, изменяет и разрушает состояние, свойства и структуру последней (используется для терапии).

Ультразвуковая волна взаимодействует со средой в процессе распространения, а фаза и амплитуда меняются, что может изменить состояние, состав, структуру, функцию и свойства среды. Этот тип изменения называется ультразвуковым эффектом. Взаимодействие между ультразвуком и средой можно разделить на тепловой механизм, механический механизм и кавитационный механизм.

(1) Тепловой механизм: Когда ультразвуковая волна распространяется в среде, ее энергия вибрации непрерывно поглощается средой и преобразуется в тепло, что увеличивает температуру среды. Этот эффект повышения температуры среды называется тепловым механизмом ультразвука. (2) Механический механизм: Когда частота низкая, коэффициент поглощения мал, а время ультразвукового действия очень короткое, ультразвуковой эффект не сопровождается явным тепловым эффектом. В это время ультразвуковой эффект можно отнести к механическому механизму, то есть ультразвуковой эффект возникает из вклада механической величины, характеризующей звуковое поле. Ультразвук также является формой передачи механической энергии, и такие параметры, как смещение начала, скорость вибрации, ускорение и звуковое давление в процессе флуктуации, могут выражать ультразвуковой эффект.

(3) Кавитационный механизм: Одним из основных механизмов ультразвукового сонохимического воздействия является акустическая кавитация (включая образование, рост и коллапс пузырьков и т.д.). Явление включает в себя два аспекта, то есть сильный ультразвук производит пузырьки в жидкости и особое движение пузырьков под действием сильного ультразвука.

Ультразвук представляет собой высокочастотную механическую волну с характеристиками концентрированной энергии и сильной проникающей способностью. Ультразвук состоит из серии плотных и плотных продольных волн и распространяется вокруг через жидкую среду. Когда акустическая энергия достаточно высока, притяжение между молекулами в жидкой фазе нарушается во время свободного полуцикла, образуя кавитационное ядро. Время жизни кавитационного ядра составляет около 0,1 мкс, оно может генерировать локальную высокую температуру и высокое давление окружающей среды около 4000-6000 К и 100 МПа в момент взрыва, и генерировать микроструйную со скоростью около 110 м / с с сильной силой удара, это явление называется ультразвуковой кавитацией.