ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე სხვადასხვა მედიაში. ადამიანის ქსოვილებისა და ორგანოების ულტრაბგერითი გამოსახულების ფიზიკური პრინციპები
ულტრაბგერითი ეწოდება გრძივი მექანიკური ტალღები რხევის სიხშირით 20 kHz-ზე მეტი. ხმის ტალღების მსგავსად, ულტრაბგერითი ტალღა არის გარემოს კონდენსაციისა და იშვიათობის მონაცვლეობა. თითოეულ მედიაში, როგორც ხმის, ასევე ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე ერთნაირია. ამის გათვალისწინებით, ჰაერში ულტრაბგერითი ტალღების სიგრძე 17 მმ-ზე ნაკლებია (V = λ * ν; Vair = 330 მ/წმ).
ულტრაბგერის წყაროა სპეციალური ელექტრომექანიკური ემიტერები. ემიტერების ერთი ტიპი მუშაობს მაგნიტოსტრიქციის ფენომენის საფუძველზე, როდესაც გარკვეული სხეულების ზომები (მაგალითად, ნიკელის ღერო) იცვლება ალტერნატიულ მაგნიტურ ველში. ასეთი ემიტერები შესაძლებელს ხდის რხევების მიღებას 20-დან 80 kHz-მდე სიხშირით. ალტერნატიული დენის წყაროდან მითითებული სიხშირეებით, ძაბვა გამოიყენება ნიკელის ღეროზე, ღეროს გრძივი ზომა იცვლება ალტერნატიული დენის სიხშირით და ულტრაბგერითი ტალღა გამოიყოფა ნიმუშის გვერდითი სახეებიდან (ნახ. 4).
მეორე ტიპის რადიატორები მუშაობს პიეზოელექტრული ეფექტის საფუძველზე, როდესაც ცვლადი ელექტრულ ველში იცვლება გარკვეული სხეულების ზომები - ფეროელექტრიკებისგან დამზადებული მასალები. ამ ტიპის რადიატორებისთვის შესაძლებელია უფრო მაღალი სიხშირის რხევების მიღება - 500 MHz-მდე. ალტერნატიული დენის წყაროდან, ძაბვა ასევე გამოიყენება ფეროელექტრული ღეროს გვერდით ნაწილებზე (კვარცი, ტურმალინი), ხოლო ღეროს გრძივი ზომა იცვლება ალტერნატიული დენის სიხშირით და ულტრაბგერითი ტალღა გამოიყოფა. ნიმუშის გვერდითი სახეები (სურ. 5). როგორც პირველ, ასევე მეორე შემთხვევაში, ულტრაბგერა გამოიყოფა ღეროს გვერდითი სახეების ვიბრაციების გამო; ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, ეს სახეები მეტალიზებულია ნიმუშის დენის მიწოდებისთვის.
ულტრაბგერითი მიმღებები მუშაობენ მაგნიტოსტრიქციისა და პიეზოელექტრული ეფექტის შებრუნებული ფენომენის პრინციპით: ულტრაბგერითი ტალღა იწვევს სხეულების წრფივ ზომებში რყევებს, როდესაც სხეულები ულტრაბგერითი ტალღის ველში არიან, ზომის რყევებს თან ახლავს ან ალტერნატიული მაგნიტურის გამოჩენა. ან მასალაში ელექტრული ველების მონაცვლეობა. ეს ველები, რომლებიც ჩნდება შესაბამის სენსორში, ჩაწერილია გარკვეული ინდიკატორით, მაგალითად, ოსილოსკოპით. რაც უფრო ინტენსიურია ულტრაბგერითი, მით მეტია ამპლიტუდა მექანიკური ვიბრაციებინიმუში - სენსორი და რაც უფრო დიდია მიღებული ალტერნატიული მაგნიტური ან ელექტრული ველების ამპლიტუდა.
ულტრაბგერის მახასიათებლები.
როგორც ზემოთ აღინიშნა, თითოეულ გარემოში, როგორც ხმის, ასევე ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე ერთნაირია. ულტრაბგერის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ულტრაბგერითი სხივის სივიწროვე, რაც საშუალებას გაძლევთ გავლენა მოახდინოთ ნებისმიერ ობიექტზე. ადგილობრივად. მცირე არაჰომოგენურობით არაერთგვაროვან გარემოში, როდესაც ჩანართების ზომები დაახლოებით ტოლია, მაგრამ მეტია ტალღის სიგრძეზე (L ≈ λ), ხდება დიფრაქციის ფენომენი. თუ ჩანართების ზომები ტალღის სიგრძეზე გაცილებით დიდია (L >> λ), მაშინ ულტრაბგერის გავრცელება სწორხაზოვანია. ამ შემთხვევაში ასეთი ჩანართებიდან შესაძლებელია ულტრაბგერითი ჩრდილების მიღება, რომელიც გამოიყენება როცა სხვადასხვა სახისდიაგნოსტიკა - ტექნიკური და სამედიცინო. ულტრაბგერის გამოყენების მნიშვნელოვანი თეორიული პუნქტია ულტრაბგერის გადასვლა ერთი მედიუმიდან მეორეზე. ტალღების ისეთი მახასიათებელი, როგორიცაა სიხშირე, ამ შემთხვევაში არ იცვლება. პირიქით, ამ შემთხვევაში სიჩქარე და ტალღის სიგრძე შეიძლება შეიცვალოს. ასე რომ, წყალში აკუსტიკური ტალღების სიჩქარე 1400 მ/წმ-ია, ჰაერში კი 330 მ/წმ. ულტრაბგერის სხვა გარემოში შეღწევა ხასიათდება შეღწევადობის კოეფიციენტით (β). იგი განისაზღვრება, როგორც მეორე გარემოში შემავალი ტალღის ინტენსივობის თანაფარდობა დაცემის ტალღის ინტენსივობასთან: β = I 2 / I 1– სურ. 6. ეს კოეფიციენტი დამოკიდებულია ორი მედიის აკუსტიკური წინაღობების თანაფარდობაზე. აკუსტიკური წინაღობა არის საშუალო სიმკვრივისა და მოცემულ გარემოში ტალღის გავრცელების სიჩქარის პროდუქტი: Z 1 \u003d ρ 1 * V 1, Z 2 \u003d ρ 2 * V 2.შეღწევადობის კოეფიციენტი არის ყველაზე დიდი - ერთიანობასთან ახლოს, თუ ორი მედიის აკუსტიკური წინაღობა დაახლოებით ტოლია: ρ 1 * V 1,≈ ρ 2 * V 2. თუ მეორე საშუალების წინაღობა პირველზე ბევრად მეტია, შეღწევადობის კოეფიციენტი უმნიშვნელოა. ზოგად შემთხვევაში, β კოეფიციენტი გამოითვლება ფორმულით:
ულტრაბგერითი ჰაერიდან ადამიანის კანში გადასვლისთვის β = 0,08%, გლიცერინიდან კანზე გადასვლისთვის β = 99,7%.
ულტრაბგერის შეწოვა სხვადასხვა მედიაში.
ერთგვაროვან გარემოში ულტრაბგერა შეიწოვება, როგორც ნებისმიერი სახის გამოსხივება - კანონის მიხედვით ექსპონენციალური ფუნქცია: 
L'-ის მნიშვნელობა - რომელსაც ეწოდება ნახევრად შთანთქმის ფენა - არის მანძილი, რომელზეც ტალღის ინტენსივობა განახევრებულია. ნახევრად შთანთქმის ფენა დამოკიდებულია ულტრაბგერის სიხშირეზე და თავად ქსოვილზე - ობიექტზე. სიხშირის მატებასთან ერთად, L 1/2-ის მნიშვნელობა მცირდება. სხეულის სხვადასხვა ქსოვილებისთვის ხდება ულტრაბგერითი შთანთქმის ხარისხის შემდეგი მნიშვნელობები:
| ნივთიერება | წყალი | სისხლი | ხრტილი | ძვალი |
| L' | 300 სმ | 2-8 სმ | 0,24 სმ | 0,05 სმ |
ულტრაბგერითი ეფექტი სხეულის ქსოვილებზე.
ულტრაბგერითი მოქმედების სამი ტიპი არსებობს:
მექანიკური,
თერმული,
ქიმიური.
ამა თუ იმ ტიპის ზემოქმედების ხარისხი განისაზღვრება ინტენსივობით. ამასთან დაკავშირებით, მედიცინაში არსებობს ულტრაბგერითი ინტენსივობის სამი დონე:
1 დონე - 1,5 ვტ / სმ 2-მდე,
დონე 2 - 1,5-დან 3 ვტ / სმ 2-მდე,
დონე 3 - 3-დან 10 ვტ / სმ 2-მდე.
ქსოვილებზე ულტრაბგერის ზემოქმედების სამივე ტიპი დაკავშირებულია კავიტაციის ფენომენთან - ეს არის მოკლევადიანი (საშუალო ნაწილაკების რხევის პერიოდების ნახევარი) მიკროსკოპული ღრუების გამოჩენა იმ ადგილებში, სადაც საშუალო იშვიათია. ეს ღრუები ივსება თხევადი ორთქლით და ფაზაში სისხლის მაღალი წნევა(საშუალების ნაწილაკების რხევის პერიოდის მეორე ნახევარი), წარმოქმნილი ღრუები იშლება. მაღალი ტალღის ინტენსივობის დროს ღრუების ნგრევამ მათში თხევადი ორთქლით შეიძლება გამოიწვიოს დესტრუქციული მექანიკური ეფექტი. ბუნებრივია, მიკროკუნთების დაშლას თან ახლავს თერმული ეფექტი. მიკროკუნთების კოლაფსის პროცესი ასევე დაკავშირებულია ულტრაბგერის ქიმიურ მოქმედებასთან, რადგან ამ შემთხვევაში საშუალო ნაწილაკები აღწევენ მთარგმნელობითი მოძრაობის მაღალ სიჩქარეს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს იონიზაციის, რღვევის ფენომენი. ქიმიური ობლიგაციები, რადიკალების ფორმირება. მიღებულ რადიკალებს შეუძლიათ ურთიერთქმედება ცილებთან, ნათურებთან, ნუკლეინის მჟავადა გამოიწვიოს ქიმიური ხასიათის არასასურველი ეფექტები.
6. სისხლის ნაკადის თავისებურებები მსხვილ სისხლძარღვებში, საშუალო და მცირე ჭურჭელში, კაპილარებში;
სისხლის მიმოქცევა ვაზოკონსტრიქციის დროს, ხმის ეფექტები.
სხვადასხვა გემებში სისხლის ნაკადის სიჩქარე განსხვავებულია. ამ სიჩქარის სავარაუდო მნიშვნელობები მოცემულია ცხრილში. 2.1.
ცხრილი 2.1. სისხლის სიჩქარე და წნევა სხვადასხვა გემებში
ერთი შეხედვით ჩანს, რომ მოცემული მნიშვნელობები ეწინააღმდეგება უწყვეტობის განტოლებას - თხელ კაპილარებში სისხლის ნაკადის სიჩქარე ნაკლებია, ვიდრე არტერიებში. თუმცა, ეს შეუსაბამობა აშკარაა. საქმე იმაშია, რომ ცხრილში 2.1 გვიჩვენებს ერთი ჭურჭლის დიამეტრს, მაგრამ ჭურჭლის განშტოებასთან ერთად, თითოეული მათგანის ფართობი მცირდება და მთლიანი განშტოების ფართობი იზრდება. ამრიგად, ყველა კაპილარების მთლიანი ფართობი (დაახლოებით 2000 სმ 2) ასჯერ მეტია აორტის ფართობზე - ეს ხსნის სისხლის ასეთ დაბალ სიჩქარეს კაპილარებში (500 - 600-ჯერ ნაკლები ვიდრე აორტაში. ).
მომავალში, როდესაც კაპილარები შერწყმულია ვენულებში, ვენებში, ღრუ ვენამდე, სისხლძარღვების მთლიანი სანათური კვლავ მცირდება და სისხლის ნაკადის სიჩქარე კვლავ იზრდება. თუმცა, რიგი მიზეზების გამო, სისხლის ნაკადის სიჩქარე, როდესაც ღრუ ვენა შედის გულში, არ იზრდება საწყის მნიშვნელობამდე, არამედ დაახლოებით მისი ½-მდე (ნახ. 2.7).
აორტის არტერიები არტერიოლები კაპილარები ვენები ვენები ღრუ ვენები
ბრინჯი. 2.7. სისხლის ნაკადის სიჩქარის განაწილება სხვადასხვა განყოფილებაში
გულ-სისხლძარღვთა სისტემის
კაპილარებსა და ვენებში სისხლის ნაკადი მუდმივია, გულ-სისხლძარღვთა სისტემის სხვა ნაწილებში, პულსის ტალღები.
გაზრდილი წნევის ტალღას, რომელიც ვრცელდება აორტასა და არტერიებში, რომელიც გამოწვეულია სისტოლის დროს გულის მარცხენა პარკუჭიდან სისხლის გამოდევნით, პულსის ტალღა ეწოდება.
როდესაც გულის კუნთი იკუმშება (სისტოლა), სისხლი გულიდან გამოიდევნება აორტაში და მისგან გამავალ არტერიებში. თუ ამ გემების კედლები ხისტი იყო, მაშინ წნევა, რომელიც წარმოიქმნება სისხლში გულის გასასვლელში, ხმის სიჩქარით გადაიცემა პერიფერიაზე. ამასთან, სისხლძარღვების კედლების ელასტიურობა იწვევს იმ ფაქტს, რომ სისტოლის დროს, გულის მიერ ამოღებული სისხლი ჭიმავს აორტას, არტერიებს და არტერიოლებს. დიდი გემები სისტოლის დროს აღიქვამენ უფრო მეტ სისხლს, ვიდრე ის მიედინება პერიფერიაში. ადამიანის სისტოლური წნევა (P C) ჩვეულებრივ არის დაახლოებით 16 კპა. გულის რელაქსაციის დროს (დიასტოლი), გაშლილი სისხლძარღვები იკლებს და გულის მიერ მათ მიერ გადაცემული პოტენციური ენერგია სისხლის ნაკადის კინეტიკურ ენერგიად გარდაიქმნება, ხოლო დიასტოლური წნევა (D) ინარჩუნებს დაახლოებით 11-ს. კპა.
R, Pa R, Pa
1 - აორტაში 2 - არტერიოლებში
ბრინჯი. 2.8. წნევის რყევები გემებში პულსის ტალღების გავლის დროს
პულსის ტალღის ამპლიტუდა P 0 (x) (პულსის წნევა) არის განსხვავება მაქსიმალური და მინიმალური წნევის მნიშვნელობებს შორის გემის მოცემულ წერტილში (x). აორტის დასაწყისში ტალღის ამპლიტუდა Р 0, max უდრის სხვაობას სისტოლურ (Р С) და დიასტოლურ (Р D) წნევას შორის: Р 0, max = Р С - Р D. პულსის ტალღის ამპლიტუდა გემების გასწვრივ მისი გავრცელების დროს შეიძლება წარმოდგენილი იყოს დამოკიდებულებით:
სადაც β არის შესუსტების კოეფიციენტი, რომელიც იზრდება გემის რადიუსის შემცირებით.
პულსის ტალღის გავრცელების სიჩქარე, გაზომილი ექსპერიმენტულად, არის » 6-8 მ/წმ, რაც 20-30-ჯერ აღემატება სისხლის ნაწილაკების მოძრაობის სიჩქარეს = 0,3-0,5 მ/წმ. პარკუჭებიდან სისხლის გამოდევნის დროს (სისტოლის დრო) t s \u003d 0.3 s, პულსის ტალღას აქვს დრო, რომ გავრცელდეს მანძილზე
L p \u003d t s "2 მ,
ანუ დაფაროს ყველა დიდი ჭურჭელი – აორტა და არტერიები. ეს ნიშნავს, რომ პულსის ტალღის ფრონტი მიაღწევს კიდურებს აორტაში წნევის ვარდნის დაწყებამდე.
პულსის ტალღის სიჩქარის ექსპერიმენტული განსაზღვრა არის სისხლძარღვების მდგომარეობის დიაგნოსტიკის საფუძველი. ასაკთან ერთად სისხლძარღვების ელასტიურობა 2-3-ჯერ იზრდება და შესაბამისად, პულსის ტალღის სიჩქარეც იზრდება.
როგორც ექსპერიმენტებიდან და გულის მუშაობის შესახებ ზოგადი იდეებიდან ირკვევა, პულსის ტალღა არ არის სინუსოიდური.
(ჰარმონიული) (სურ. 2.9).
1 - არტერია 2-ის გავლის შემდეგ - გადის არტერიაში
პულსი ტალღა პულსის ტალღის წინ
3 - პულსის ტალღა არტერიაში 4 - მაღალი წნევის დაქვეითება
ბრინჯი. 2.9. არტერიის პროფილი პულსის ტალღის გავლის დროს.
პულსის ტალღის სიჩქარე დიდ გემებში დამოკიდებულია მათ პარამეტრებზე შემდეგნაირად (Moens-Korteweg ფორმულა):
, სადაც E არის ელასტიურობის მოდული (იანგის მოდული); ρ არის ჭურჭლის ნივთიერების სიმკვრივე; h არის გემის კედლის სისქე; d არის ჭურჭლის დიამეტრი.
საინტერესოა ამ ფორმულის შედარება თხელ ღეროში ხმის გავრცელების სიჩქარის გამონათქვამთან:
, E - იანგის მოდული; ρ - ღეროს ნივთიერების სიმკვრივე
ადამიანებში ასაკთან ერთად იზრდება სისხლძარღვების ელასტიურობის მოდული, შესაბამისად იზრდება პულსის ტალღის სიჩქარეც.
„სისხლძარღვთა“ სისტემაში პულსურ ტალღასთან ერთად შეიძლება გავრცელდეს ხმის ტალღებიც, რომელთა სიჩქარე ძალიან მაღალია სისხლის ნაწილაკების მოძრაობის სიჩქარესთან და პულსის ტალღის სიჩქარესთან შედარებით. ამრიგად, სისხლძარღვთა სისტემაში შეიძლება განვასხვავოთ მოძრაობის სამი ძირითადი პროცესი:
1) სისხლის ნაწილაკების მოძრაობა ( = 0,5 მ/წმ);
2) პულსის ტალღის გავრცელება (~ 10 მ/წმ);
3) ხმის ტალღების გავრცელება (~ 1500 მ/წმ).
არტერიებში სისხლის ნაკადი ჩვეულებრივ ლამინარულია, სარქველების მახლობლად მცირე ტურბულენტობით. პათოლოგიაში, როდესაც სიბლანტე ნორმაზე ნაკლებია, რეინოლდსის რიცხვმა შეიძლება გადააჭარბოს კრიტიკულ მნიშვნელობას და მოძრაობა გახდება ტურბულენტური. ტურბულენტური ნაკადი დაკავშირებულია ენერგიის დამატებით მოხმარებასთან სითხის მოძრაობის დროს, რაც სისხლის შემთხვევაში იწვევს გულის დამატებით მუშაობას.
ტურბულენტური სისხლის ნაკადის შედეგად წარმოქმნილი ხმაური შეიძლება გამოყენებულ იქნას დაავადებების დიაგნოსტირებისთვის. ეს ხმაური ისმის მხრის არტერიაზე კოროტკოვის ხმის მეთოდით არტერიული წნევის გაზომვისას.
ცხვირის ღრუში ჰაერის ნაკადი ჩვეულებრივ ლამინარულია. თუმცა, ანთებით ან ნებისმიერი სხვა პათოლოგიით, ის შეიძლება გახდეს ტურბულენტური, რაც გამოიწვევს სასუნთქი კუნთების დამატებით მუშაობას.
ლამინარული ნაკადიდან ტურბულენტურზე გადასვლა ხდება არა მხოლოდ მილში (არხში) ნაკადით, არამედ დამახასიათებელია ბლანტი სითხის თითქმის ყველა ნაკადისთვის. კერძოდ, სითხის დინება გემის ან წყალქვეშა ნავის პროფილის, თევზის სხეულის ან თვითმფრინავის ან ფრინველის ფრთის გარშემო ასევე ხასიათდება ლამინურ-ტურბულენტური გადასვლით, ხოლო გამარტივებული სხეულის დამახასიათებელი ზომა და მუდმივი. სხეულის ფორმის მიხედვით უნდა შეიცვალოს ფორმულაში.
მსგავსი ინფორმაცია.
ბეტონში ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე მერყეობს 2800-დან 4800 მ/წმ-მდე, მისი აგებულებისა და სიძლიერის მიხედვით (ცხრილი 2.2.2).
ცხრილი 2.2.2
| მასალა | ρ, გ/სმ3 | ვ p p, m/s |
| Ფოლადი | 7.8 | |
| დურალუმინი | 2.7 | |
| სპილენძი | 8.9 | |
| პლექსიგლასი | 1.18 | |
| შუშა | 3.2 | |
| Საჰაერო | 1.29x10-3 | |
| წყალი | 1.00 | |
| ზეთის გადატანა | 0.895 | |
| პარაფინი | 0.9 | |
| რეზინი | 0.9 | |
| გრანიტი | 2.7 | |
| მარმარილო | 2.6 | |
| ბეტონი (30 დღეზე მეტი) | 2.3-2.45 | 2800-4800 |
| აგური: | ||
| სილიკატური | 1.6-2.5 | 1480-3000 |
| თიხა | 1.2-2.4 | 1320-2800 |
| გამოსავალი: | ||
| ცემენტი | 1.8-2.2 | 1930-3000 |
| ცაცხვი | 1.5-2.1 | 1870-2300 |
ასეთი სიჩქარის გაზომვა შედარებით მცირე რაიონებში (საშუალოდ 0,1-1 მ) შედარებით რთული ტექნიკური პრობლემაა, რომლის გადაჭრა შესაძლებელია მხოლოდ რადიო ელექტრონიკის განვითარების მაღალი დონით. ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარის გაზომვის ყველა არსებული მეთოდიდან, ტესტირებაზე მათი გამოყენების შესაძლებლობის თვალსაზრისით სამშენებლო მასალები, შეიძლება განვასხვავოთ შემდეგი:
აკუსტიკური ინტერფერომეტრის მეთოდი;
რეზონანსული მეთოდი;
მოგზაურობის ტალღის მეთოდი;
იმპულსური მეთოდი.
ბეტონში ულტრაბგერის სიჩქარის გასაზომად ყველაზე ფართოდ გამოიყენება პულსის მეთოდი. იგი ეფუძნება მოკლე ულტრაბგერითი იმპულსების განმეორებით გაგზავნას ბეტონში 30-60 ჰც-ის გამეორების სიხშირით და ამ იმპულსების გავრცელების დროის გაზომვას გარკვეულ მანძილზე, რომელსაც უწოდებენ ჟღერადობას, ე.ი.
ამიტომ, ულტრაბგერის სიჩქარის დასადგენად, საჭიროა გავზომოთ პულსის მიერ გავლილი მანძილი (ჟღერადობის საფუძველი), და დრო, რომელიც სჭირდება ულტრაბგერის გავრცელებას გამოსხივების ადგილიდან მიღებამდე. ხმის ბაზის გაზომვა შესაძლებელია ნებისმიერი მოწყობილობით 0,1 მმ სიზუსტით. ულტრაბგერის გავრცელების დრო უმეტეს თანამედროვე მოწყობილობებში იზომება ელექტრონული კარიბჭის შევსებით მაღალი სიხშირის (10 MHz-მდე) დათვლის იმპულსებით, რომელთა დასაწყისი შეესაბამება პულსის გამოსხივების მომენტს, ხოლო დასასრული შეესაბამება მის ჩამოსვლას. მიმღებზე. ასეთი მოწყობილობის გამარტივებული ფუნქციური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 2.2.49.
სქემა მუშაობს შემდეგნაირად. მთავარი ოსცილატორი 1 წარმოქმნის ელექტრულ იმპულსებს 30-დან 50 ჰც-მდე სიხშირით, რაც დამოკიდებულია მოწყობილობის დიზაინზე, და იწყებს მაღალი ძაბვის გენერატორს 2, რომელიც წარმოქმნის მოკლე ელექტრულ იმპულსებს 100 ვ ამპლიტუდით. ეს პულსები შედის ემიტერში. , რომელშიც, პიეზოელექტრული ეფექტის გამოყენებით, ისინი გარდაიქმნება მექანიკური ვიბრაციის პაკეტში (5-დან 15 ცალამდე) 60-100 kHz სიხშირით და შეჰყავთ კონტროლირებად პროდუქტში აკუსტიკური შეზეთვის გზით. ამავდროულად, იხსნება ელექტრონული კარიბჭე, რომელიც ივსება დათვლის იმპულსებით და ამოქმედდება სკანერი, იწყება ელექტრონული სხივის მოძრაობა კათოდური სხივის მილის (CRT) ეკრანის გასწვრივ.
ბრინჯი. 2.2.49. ულტრაბგერითი მოწყობილობის გამარტივებული ფუნქციური დიაგრამა:
1 - სამაგისტრო გენერატორი; 2 - მაღალი ძაბვის ელექტრული იმპულსების გენერატორი; 3 - ულტრაბგერითი იმპულსების გამომცემი; 4 - კონტროლირებადი ნივთი; 5 - მიმღები; 6 - გამაძლიერებელი; 7 - კარიბჭის ფორმირების გენერატორი; 8 - იმპულსების დათვლის გენერატორი; 9 - სკანერი; 10 - მაჩვენებელი; 11 - პროცესორი; 12 - კოეფიციენტის შეყვანის ბლოკი; 13 - მნიშვნელობების ციფრული მაჩვენებელი t, V, R
ულტრაბგერითი მექანიკური რხევების შეკვრის სათავე ტალღა, რომელმაც გაიარა L სიგრძის კონტროლირებადი პროდუქტი, t დროის გატარებისას, შედის მიმღებში 5, რომელშიც ის გარდაიქმნება ელექტრული იმპულსების პაკეტში.
იმპულსების შემომავალი აფეთქება ძლიერდება გამაძლიერებელ 6-ში და შედის ვერტიკალურ სკანერში ვიზუალური კონტროლისთვის CRT ეკრანზე და ამ აფეთქების პირველი პულსი ხურავს კარიბჭეს, აჩერებს პულსების დათვლის წვდომას. ამრიგად, ელექტრონული კარიბჭეები ღია იყო იმპულსების დასათვლელად ულტრაბგერითი ვიბრაციების გამოსხივების მომენტიდან მიმღებთან მისვლამდე, ე.ი. დრო ტ. შემდეგი, მრიცხველი ითვლის დათვლის იმპულსების რაოდენობას, რომლებმაც შეავსეს კარიბჭე, და შედეგი ნაჩვენებია ინდიკატორზე 13.
ზოგიერთ თანამედროვე მოწყობილობას, როგორიცაა "Pulsar-1.1", აქვს პროცესორი და კოეფიციენტის შეყვანის ერთეული, რომლის დახმარებით იხსნება "სიჩქარე-სიძლიერის" დამოკიდებულების ანალიტიკური განტოლება და დრო t, სიჩქარე V და ბეტონის სიძლიერე R. ნაჩვენებია ციფრულ ეკრანზე.
ბეტონში და სხვა სამშენებლო მასალებში ულტრაბგერითი გავრცელების სიჩქარის გასაზომად 80-იან წლებში მასობრივი წარმოების ულტრაბგერითი მოწყობილობები UKB-1M, UK-10P, UK-10PM, UK-10PMS, UK-12P, UF-90PTs, Beton-5. , რაც თავად კარგად არის რეკომენდებული.
ნახ. 2.2.50 აჩვენებს მოწყობილობის UK-10PMS ზოგად ხედს.
ბრინჯი. 2.2.50. ულტრაბგერითი მოწყობილობა UK-10PMS
ბეტონში ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარეზე მოქმედი ფაქტორები
ბუნებაში არსებული ყველა მასალა შეიძლება დაიყოს ორ დიდ ჯგუფად, შედარებით ერთგვაროვანი და ჰეტეროგენურობის ან ჰეტეროგენურობის დიდი ხარისხით. შედარებით ერთგვაროვან მასალებს მიეკუთვნება ისეთები, როგორიცაა მინა, გამოხდილი წყალი და სხვა მასალები მუდმივი სიმკვრივით ნორმალურ პირობებში და ჰაერის ჩანართების არარსებობით. მათთვის ნორმალურ პირობებში ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე თითქმის მუდმივია. ჰეტეროგენულ მასალებში, რომლებიც მოიცავს სამშენებლო მასალების უმეტესობას, ბეტონის ჩათვლით, შიდა სტრუქტურა, მიკრონაწილაკების და დიდი შემადგენელი ელემენტების ურთიერთქმედება არ არის მუდმივი როგორც მოცულობით, ასევე დროში. მათი სტრუქტურა მოიცავს მიკრო და მაკროფორებს, ბზარებს, რომლებიც შეიძლება იყოს მშრალი ან წყლით სავსე.
დიდი და პატარა ნაწილაკების ურთიერთგანლაგება ასევე არასტაბილურია. ეს ყველაფერი მივყავართ იმ ფაქტს, რომ მათში ულტრაბგერის გავრცელების სიმკვრივე და სიჩქარე არ არის მუდმივი და მერყეობს ფართო დიაპაზონში. მაგიდაზე. 2.2.2 გვიჩვენებს სიმკვრივის ρ და ულტრაბგერის V გავრცელების სიჩქარის მნიშვნელობებს ზოგიერთი მასალისთვის.
შემდეგ განვიხილავთ, თუ როგორ მოქმედებს ბეტონის პარამეტრების ცვლილებები, როგორიცაა სიმტკიცე, შემადგენლობა და უხეში აგრეგატის ტიპი, ცემენტის რაოდენობა, ტენიანობა, ტემპერატურა და არმატურის არსებობა ბეტონში ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარეზე. ეს ცოდნა აუცილებელია ულტრაბგერითი მეთოდით ბეტონის სიმტკიცის შემოწმების შესაძლებლობის ობიექტური შეფასებისთვის, აგრეთვე კონტროლის რიგი შეცდომების აღმოსაფხვრელად, რომლებიც დაკავშირებულია ამ ფაქტორების ცვლილებასთან.
ბეტონის სიძლიერის გავლენა
ექსპერიმენტული კვლევები აჩვენებს, რომ ბეტონის სიმტკიცის მატებასთან ერთად იზრდება ულტრაბგერის სიჩქარე.
ეს აიხსნება იმით, რომ სიჩქარის მნიშვნელობა, ისევე როგორც სიძლიერის მნიშვნელობა, დამოკიდებულია შიდასტრუქტურული ობლიგაციების მდგომარეობაზე.
როგორც გრაფიკიდან ჩანს (ნახ. 2.2.51), სხვადასხვა კომპოზიციის ბეტონისთვის „სიჩქარე-სიძლიერის“ დამოკიდებულება არ არის მუდმივი, საიდანაც გამომდინარეობს, რომ ამ დამოკიდებულებაზე სიძლიერის გარდა სხვა ფაქტორებიც მოქმედებს.
ბრინჯი. 2.2.51. კავშირი ულტრაბგერითი V სიჩქარისა და სიძლიერის Rc-ს შორის სხვადასხვა კომპოზიციის ბეტონებისთვის
სამწუხაროდ, ზოგიერთი ფაქტორი უფრო მეტად მოქმედებს ულტრაბგერის სიჩქარეზე, ვიდრე ძალაზე, რაც ულტრაბგერითი მეთოდის ერთ-ერთი სერიოზული მინუსია.
თუ ავიღებთ მუდმივი შემადგენლობის ბეტონს და შევცვლით სიმტკიცეს სხვადასხვა W/C მიღებით, მაშინ სხვა ფაქტორების გავლენა იქნება მუდმივი, ხოლო ულტრაბგერის სიჩქარე შეიცვლება მხოლოდ ბეტონის სიძლიერიდან. ამ შემთხვევაში „სიჩქარე-სიძლიერის“ დამოკიდებულება უფრო განსაზღვრული გახდება (ნახ. 2.2.52).
ბრინჯი. 2.2.52. დამოკიდებულების "სიჩქარე-სიძლიერე" ბეტონის მუდმივი შემადგენლობისთვის, მიღებული ბეტონის საქონლის No1 ქარხანაში სამარაში.
ცემენტის ტიპისა და ბრენდის გავლენა
ჩვეულებრივ პორტლანდცემენტზე და სხვა ცემენტებზე ბეტონის ტესტირების შედეგების შედარებისას შეიძლება დავასკვნათ, რომ მინერალოგიური შემადგენლობა მცირე გავლენას ახდენს "სიჩქარე-სიძლიერის" დამოკიდებულებაზე. ძირითად გავლენას ახდენს ტრიკალციუმის სილიკატის შემცველობა და ცემენტის დაფქვის სისუფთავე. უფრო მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს "სიჩქარე-სიძლიერის" ურთიერთობაზე არის ცემენტის მოხმარება 1 მ 3 ბეტონზე, ე.ი. მისი დოზა. ბეტონში ცემენტის რაოდენობის მატებასთან ერთად, ულტრაბგერის სიჩქარე უფრო ნელა იზრდება, ვიდრე ბეტონის მექანიკური სიმტკიცე.
ეს აიხსნება იმით, რომ ბეტონში გავლისას ულტრაბგერითი ვრცელდება როგორც მსხვილ აგრეგატში, ასევე ნაღმტყორცნების ნაწილში, რომელიც აკავშირებს აგრეგატის გრანულებს და მისი სიჩქარე დიდწილად დამოკიდებულია მსხვილ აგრეგატში გავრცელების სიჩქარეზე. თუმცა ბეტონის სიმტკიცე ძირითადად დამოკიდებულია ნაღმტყორცნების კომპონენტის სიძლიერეზე. ცემენტის რაოდენობის გავლენა ბეტონის სიმტკიცეზე და ულტრაბგერის სიჩქარეზე ნაჩვენებია ნახ. 2.2.53.
ბრინჯი. 2.2.53. ცემენტის დოზის გავლენა დამოკიდებულებაზე
"სიჩქარე-ძალა"
1 - 400 კგ / მ 3; 2 - 350 კგ / მ 3; 3 - 300 კგ / მ 3; 4 - 250 კგ / მ 3; 5 - 200 კგ/მ3
წყალ-ცემენტის თანაფარდობის გავლენა
W/C-ის შემცირებით, ბეტონის სიმკვრივე და სიმტკიცე იზრდება, შესაბამისად, იზრდება ულტრაბგერის სიჩქარე. W/C-ის მატებასთან ერთად შეინიშნება ინვერსიული ურთიერთობა. შესაბამისად, W/C-ის ცვლილება არ იწვევს მნიშვნელოვან გადახრებს დადგენილ დამოკიდებულების „სიჩქარე-სიძლიერეში. ამიტომ ბეტონის სიმტკიცის შესაცვლელად კალიბრაციის მრუდების აგებისას რეკომენდირებულია გამოიყენოთ სხვადასხვა W/C.
გავლენის ნახვადა უხეში აგრეგატის რაოდენობა
უხეში შემავსებლის ტიპი და რაოდენობა მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს "სიჩქარე-სიძლიერის" დამოკიდებულების ცვლილებაზე. ულტრაბგერის სიჩქარე აგრეგატში, განსაკუთრებით ისეთებში, როგორიცაა კვარცი, ბაზალტი, მყარი კირქვა, გრანიტი, ბევრად აღემატება ბეტონში მისი გავრცელების სიჩქარეს.
უხეში აგრეგატის ტიპი და რაოდენობა ასევე გავლენას ახდენს ბეტონის სიმტკიცეზე. ზოგადად მიღებულია, რომ რაც უფრო ძლიერია აგრეგატი, მით უფრო მაღალია ბეტონის სიმტკიცე. მაგრამ ზოგჯერ თქვენ უნდა გაუმკლავდეთ ასეთ ფენომენს, როდესაც ნაკლებად გამძლე დატეხილი ქვის გამოყენება, მაგრამ უხეში ზედაპირით, საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ბეტონი უფრო მაღალი Re ღირებულებით, ვიდრე გამძლე ხრეშის გამოყენებისას, მაგრამ გლუვი ზედაპირით.
დამსხვრეული ქვის მოხმარების უმნიშვნელო ცვლილებით, ბეტონის სიმტკიცე ოდნავ იცვლება. ამავდროულად, უხეში შემავსებლის ოდენობის ასეთი ცვლილება დიდ გავლენას ახდენს ულტრაბგერის სიჩქარეზე.
როდესაც ბეტონი გაჯერებულია დატეხილი ქვით, იზრდება ულტრაბგერითი სიჩქარის მნიშვნელობა. უხეში აგრეგატის ტიპი და რაოდენობა სხვა ფაქტორებზე მეტად მოქმედებს კავშირზე "სიჩქარე - სიმტკიცე" (ნახ. 2.2.54 - 2.2.56).
ბრინჯი. 2.2.54. უხეში აგრეგატის არსებობის გავლენა "სიჩქარე-სიძლიერეზე" დამოკიდებულებაზე:
1 - ცემენტის ქვა; 2 - ბეტონი აგრეგატის ზომით 30 მმ-მდე
ბრინჯი. 2.2.55. დამოკიდებულების "სიჩქარე-სიძლიერე" ბეტონებისთვის აგრეგატების სხვადასხვა სიმკვრივით: 1-1 მმ; 2-3 მმ; 3-7 მმ; 4-30 მმ
ბრინჯი. 2.2.56. ბეტონის "სიჩქარე-სიძლიერის" დამოკიდებულება შემავსებლით:
1-ქვიშაქვა; 2-კირქვა; 3-გრანიტი; 4-ბაზალტი
გრაფიკებიდან ჩანს, რომ დატეხილი ქვის რაოდენობის ზრდა ბეტონის მოცულობის ერთეულზე ან მასში ულტრაბგერის სიჩქარის ზრდა იწვევს ბეტონში ულტრაბგერის სიჩქარის ზრდას უფრო ინტენსიურად, ვიდრე სიმტკიცე.
ტენიანობის და ტემპერატურის გავლენა
ბეტონის ტენიანობა ორაზროვან გავლენას ახდენს მის სიძლიერესა და ულტრაბგერითი სიჩქარეზე. ბეტონის ტენიანობის მატებასთან ერთად, კომპრესიული ძალა მცირდება ინტერკრისტალური ბმების ცვლილების გამო, მაგრამ ულტრაბგერის სიჩქარე იზრდება, რადგან ჰაერის ფორები და მიკრობზარები ივსება წყლით, აუფრო სწრაფად წყალში, ვიდრე ჰაერში.
ბეტონის ტემპერატურა 5-40 ° C დიაპაზონში პრაქტიკულად არ მოქმედებს სიძლიერეზე და სიჩქარეზე, მაგრამ გამაგრებული ბეტონის ტემპერატურის მატება მითითებულ დიაპაზონს მიღმა იწვევს მისი სიძლიერისა და სიჩქარის შემცირებას შინაგანი გაზრდის გამო. მიკრობზარები.
ნეგატიურ ტემპერატურაზე ულტრაბგერის სიჩქარე იზრდება შეუზღუდავი წყლის ყინულში გადაქცევის გამო. ამიტომ არ არის რეკომენდებული ბეტონის სიძლიერის განსაზღვრა ულტრაბგერითი მეთოდით უარყოფით ტემპერატურაზე.
ულტრაბგერის გავრცელება ბეტონში
ბეტონი თავის სტრუქტურაში არის ჰეტეროგენული მასალა, რომელიც მოიცავს ნაღმტყორცნების ნაწილს და უხეში აგრეგატს. ნაღმტყორცნების ნაწილი, თავის მხრივ, არის გამაგრებული ცემენტის ქვა კვარცის ქვიშის ნაწილაკების ჩართვით.
ბეტონის დანიშნულებისა და სიმტკიცის მახასიათებლების მიხედვით, ცემენტის, ქვიშის, დამსხვრეული ქვის და წყლის თანაფარდობა იცვლება. სიძლიერის უზრუნველყოფის გარდა, ბეტონის შემადგენლობა დამოკიდებულია რკინაბეტონის პროდუქტების წარმოების ტექნოლოგიაზე. მაგალითად, კასეტების წარმოების ტექნოლოგიით, საჭიროა ბეტონის ნარევის უფრო დიდი პლასტიურობა, რაც მიიღწევა ცემენტისა და წყლის გაზრდილი მოხმარებით. ამ შემთხვევაში ბეტონის ნაღმტყორცნებიანი ნაწილი იზრდება.
სკამების ტექნოლოგიის შემთხვევაში, განსაკუთრებით მყისიერი ამოღების მიზნით, გამოიყენება ხისტი ნარევები შემცირებული ცემენტის მოხმარებით.
უხეში აგრეგატის ფარდობითი მოცულობა ამ შემთხვევაში იზრდება. შესაბამისად, ბეტონის იგივე სიმტკიცის მახასიათებლებით, მისი შემადგენლობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ფართო საზღვრებში. ბეტონის სტრუქტურის ფორმირებაზე გავლენას ახდენს პროდუქციის წარმოების ტექნოლოგია: ბეტონის ნარევის შერევის ხარისხი, მისი ტრანსპორტირება, დატკეპნა, თერმული და ტენიანი დამუშავება გამკვრივების დროს. აქედან გამომდინარეობს, რომ გამაგრებული ბეტონის თვისებაზე გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორი, ხოლო გავლენა ორაზროვანია და შემთხვევითი ხასიათისაა. ეს ხსნის ბეტონის ჰეტეროგენურობის მაღალ ხარისხს როგორც შემადგენლობით, ასევე მისი თვისებებით. ბეტონის ჰეტეროგენულობა და განსხვავებული თვისებები ასევე აისახება მის აკუსტიკურ მახასიათებლებში.
დღეისათვის, მიუხედავად მრავალი მცდელობისა, ჯერ არ არის შემუშავებული ულტრაბგერითი ბეტონის მეშვეობით გავრცელების ერთიანი სქემა და თეორია, რაც აიხსნება ) უპირველეს ყოვლისა, ზემოაღნიშნული მრავალი ფაქტორის არსებობა, რომლებიც გავლენას ახდენენ ბეტონის სიძლიერესა და აკუსტიკური თვისებებზე სხვადასხვა გზით. ამ მდგომარეობას ისიც ამძაფრებს, რომ ჯერ კიდევ არ არის განვითარებული ზოგადი თეორიაულტრაბგერითი ვიბრაციების გავრცელება მასალის მეშვეობით მაღალი ხარისხიჰეტეროგენულობა. ეს არის ერთადერთი მიზეზი, რის გამოც ბეტონში ულტრაბგერის სიჩქარე განისაზღვრება როგორც ერთგვაროვანი მასალის ფორმულით
სადაც L არის ულტრაბგერით გავლილი გზა, m (ბაზა);
t არის ამ გზის გავლაზე გატარებული დრო, μs.
განვიხილოთ უფრო დეტალურად იმპულსური ულტრაბგერის გავრცელების სქემა ბეტონის, როგორც არაერთგვაროვანი მასალის მეშვეობით. მაგრამ პირველ რიგში, ჩვენ შევზღუდავთ იმ ტერიტორიას, რომელშიც ჩვენი მსჯელობა იქნება მართებული ბეტონის ნარევის შემადგენლობის გათვალისწინებით, რომელიც ყველაზე გავრცელებულია რკინაბეტონის ქარხნებში და სამშენებლო ობიექტებში, რომელიც შედგება ცემენტისგან, მდინარის ქვიშისგან, უხეში აგრეგატისგან და წყლისგან. ამ შემთხვევაში, ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ უხეში აგრეგატის სიმტკიცე უფრო მაღალია, ვიდრე ბეტონის სიმტკიცე. ეს მართალია კირქვის, მარმარილოს, გრანიტის, დოლომიტის და სხვა ქანების გამოყენებისას, რომელთა სიმძლავრეა დაახლოებით 40 მპა, როგორც უხეში აგრეგატი. პირობითად დავუშვათ, რომ გამაგრებული ბეტონი შედგება ორი კომპონენტისგან: შედარებით ერთგვაროვანი ნაღმტყორცნების ნაწილი სიმკვრივით ρ და სიჩქარით V და უხეში აგრეგატი ρ და V-ით.
ზემოაღნიშნული დაშვებებისა და შეზღუდვების გათვალისწინებით, გამაგრებული ბეტონი შეიძლება ჩაითვალოს მყარ გარემოდ აკუსტიკური წინაღობით:
განვიხილოთ სათავე ულტრაბგერითი ტალღის გავრცელების სქემა ემიტერი 1-დან მიმღებ 2-მდე L სისქის გამაგრებული ბეტონის მეშვეობით (ნახ. 2.2.57).
ბრინჯი. 2.2.57. თავის ულტრაბგერითი ტალღის გავრცელების სქემა
ბეტონში:
1 - ემიტერი; 2 - მიმღები; 3 - საკონტაქტო ფენა; 4 - ტალღის გავრცელება გრანულებში; 5 - ტალღის გავრცელება ხსნარის ნაწილში
სათავე ულტრაბგერითი ტალღა ემიტერი 1-დან პირველ რიგში შედის კონტაქტურ ფენაში 3, რომელიც მდებარეობს გამოსხივების ზედაპირსა და ბეტონს შორის. ულტრაბგერითი ტალღის საკონტაქტო ფენის გასავლელად, იგი უნდა იყოს სავსე გამტარი სითხით ან საპოხი საშუალებით, რომელიც ყველაზე ხშირად გამოიყენება ტექნიკურ ვაზელინად. საკონტაქტო ფენის გავლის შემდეგ (t 0 დროში) ულტრაბგერითი ტალღა ნაწილობრივ აირეკლება საპირისპირო მიმართულებით, დანარჩენი კი ბეტონში შევა. რაც უფრო თხელია საკონტაქტო ფენა ტალღის სიგრძესთან შედარებით, ტალღის უფრო მცირე ნაწილი აისახება.
ბეტონის სისქეში შესვლის შემდეგ, სათავე ტალღა დაიწყებს გავრცელებას ბეტონის ნაღმტყორცნების ნაწილში ემიტერის დიამეტრის შესაბამის ფართობზე. გარკვეული მანძილის Δ გავლის შემდეგ ლ 1, დროის შემდეგ Δ ტ 1 სათავე ტალღა გარკვეულ ზონაზე შეხვდება ერთ ან მეტ მსხვილ აგრეგატულ გრანულს, მათგან ნაწილობრივ არეკლილი და მათი უმეტესობა შევა გრანულებში და დაიწყებს მათში გავრცელებას. გრანულებს შორის, ტალღა გააგრძელებს გავრცელებას ხსნარის ნაწილში.
მიღებული პირობის გათვალისწინებით, რომ უხეში შემავსებლის მასალაში ულტრაბგერის სიჩქარე უფრო დიდია, ვიდრე ნაღმტყორცნების ნაწილში, მანძილი d, უდრის დატეხილი ქვის დიამეტრის საშუალო მნიშვნელობას, ტალღას, რომელიც გავრცელდა გრანულებში V სიჩქარით. 2 იქნება პირველი, რომელიც გაივლის და ტალღა, რომელიც გაიარა ნაღმტყორცნების ნაწილში, გადაიდება.
პირველი უხეში აგრეგატის გრანულების გავლის შემდეგ, ტალღა მიუახლოვდება ნაღმტყორცნების ნაწილთან ინტერფეისს, ნაწილობრივ აირეკლება და ნაწილობრივ შედის მასში. ამ შემთხვევაში, გრანულები, რომლებშიც გადიოდა სათავე ტალღა, შემდგომში შეიძლება ჩაითვალოს ბეტონის ნაღმტყორცნების ნაწილში ულტრაბგერითი ტალღის გამოსხივების ელემენტარული სფერული წყაროები, რომლებზეც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჰიუგენსის პრინციპი.
ხსნარში მეზობელ გრანულებს შორის მინიმალური მანძილის გავლის შემდეგ, სათავე ტალღა შევა მათში და დაიწყებს მათში გავრცელებას, გადააქცევს მათ შემდეგ ელემენტარულ წყაროებად. ამრიგად, t დროის შემდეგ, როდესაც გაივლის ბეტონის L მთელ სისქეს და მეორე საკონტაქტო ფენას 3, სათავე ტალღა შევა მიმღებში 2, სადაც ის გარდაიქმნება ელექტრულ სიგნალად.
განხილული სქემიდან გამომდინარეობს, რომ სათავე ტალღა ემიტერიდან 1-დან მიმღებამდე 2-მდე ვრცელდება უხეში აგრეგატის გრანულებისა და ამ გრანულების დამაკავშირებელი ნაღმტყორცნების ნაწილზე გამავალი ბილიკის გასწვრივ და ეს გზა განისაზღვრება მინიმალური გატარებული დროის მდგომარეობიდან. .
ამიტომ დრო t არის
სად არის გატარებული დრო გრანულების დამაკავშირებელი ნაღმტყორცნების ნაწილის გავლაზე;
გრანულების გასავლელად საჭირო დრო. ულტრაბგერით გავლილი გზა L უდრის
სადაც: არის მთლიანი გზა, რომელიც გავლილია თავთავის ტალღის მიერ ნაღმტყორცნების ნაწილში;
მთლიანი გზა, რომელიც გაიარა თავის ტალღამ გრანულების გავლით.
მთლიანი მანძილი L, რომელსაც გაივლის მშვილდი ტალღა, შეიძლება იყოს უფრო დიდი ვიდრე გეომეტრიული მანძილი გადამცემსა და მიმღებს შორის, რადგან ტალღა ვრცელდება მაქსიმალური სიჩქარის გზაზე და არა მინიმალური გეომეტრიული მანძილის გასწვრივ.
ულტრაბგერითი კონტაქტური ფენების გასავლელად გატარებული დრო უნდა გამოკლდეს მთლიან გაზომულ დროს.
ტალღები, რომლებიც მიჰყვება სათავე ტალღას, ასევე ვრცელდება მაქსიმალური სიჩქარის გზაზე, მაგრამ მათი გადაადგილებისას ისინი შეხვდებიან ასახულ ტალღებს უხეში აგრეგატის გრანულებსა და ნაღმტყორცნების ნაწილს შორის. თუ გრანულების დიამეტრი ტოლია ტალღის სიგრძის ან მისი ნახევარის, მაშინ აკუსტიკური რეზონანსი შეიძლება მოხდეს გრანულის შიგნით. ჩარევისა და რეზონანსის ეფექტი შეიძლება შეინიშნოს ულტრაბგერითი ტალღების შეკვრის სპექტრულ ანალიზში, რომელიც გადაცემულია ბეტონის სხვადასხვა ზომის აგრეგატებით.
ზემოთ განხილული იმპულსური ულტრაბგერის სათავე ტალღის გავრცელების სქემა მოქმედებს მხოლოდ განყოფილების დასაწყისში მითითებული თვისებების მქონე ბეტონებზე, ე.ი. ულტრაბგერის გავრცელების მექანიკური სიძლიერე და სიჩქარე მასალაში, საიდანაც მიიღება უხეში აგრეგატის გრანულები, აღემატება ბეტონის ნაღმტყორცნების ნაწილში არსებულ სიმტკიცეს და სიჩქარეს. ასეთ თვისებებს ფლობს რკინაბეტონის ქარხნებში და სამშენებლო ობიექტებში გამოყენებული ბეტონის უმეტესობა, სადაც გამოყენებულია კირქვის, მარმარილოს, გრანიტის დატეხილი ქვა. გაფართოებული თიხის ბეტონისთვის, ქაფბეტონისთვის, ბეტონისთვის ტუფის შემავსებლით, ულტრაბგერითი გამრავლების სქემა შეიძლება განსხვავებული იყოს.
განხილული სქემის მართებულობა დასტურდება ექსპერიმენტებით. ასე რომ, ნახ. 2.2.54 ჩანს, რომ როდესაც ცემენტის ნაწილს ემატება დაქუცმაცებული ქვა გარკვეული რაოდენობით, ულტრაბგერის სიჩქარე იზრდება ბეტონის სიძლიერის უმნიშვნელო მატებით (და ზოგჯერ შემცირებით).
ნახ. 2.2.56 შესამჩნევია, რომ უხეში აგრეგატის მასალაში ულტრაბგერის სიჩქარის მატებასთან ერთად იზრდება მისი სიჩქარე ბეტონში.
სიჩქარის მატება ბეტონში უფრო დიდი აგრეგატებით (ნახ. 2.2.55) ასევე აიხსნება ამ სქემით, ვინაიდან დიამეტრის მატებასთან ერთად ულტრაბგერითი გზა აგრეგატის მასალაში გრძელდება.
ულტრაბგერითი გავრცელების შემოთავაზებული სქემა შესაძლებელს გახდის ობიექტურად შეფასდეს ულტრაბგერითი მეთოდის შესაძლებლობები ხარვეზის გამოვლენისა და ბეტონის სიძლიერის კონტროლისთვის.
ულტრაბგერითი ფიზიკის განყოფილება საკმაოდ სრულად არის დაფარული ექოგრაფიის შესახებ თანამედროვე მონოგრაფიაში. ჩვენ ყურადღებას გავამახვილებთ მხოლოდ ულტრაბგერის ზოგიერთ თვისებაზე, რომლის ცოდნის გარეშე შეუძლებელია ულტრაბგერითი გამოსახულების მიღების პროცესის გაგება.
ულტრაბგერითი სიჩქარე და ადამიანის ქსოვილების სპეციფიკური ტალღური წინააღმდეგობა (ვ.ნ. დემიდოვის მიხედვით)
ულტრაბგერითი ტალღა, რომელმაც მიაღწია ორი მედიის საზღვარს, შეიძლება აისახოს ან უფრო შორს წავიდეს. ულტრაბგერის ასახვის კოეფიციენტი დამოკიდებულია ულტრაბგერითი წინააღმდეგობის განსხვავებაზე მედიას შორის ინტერფეისზე: რაც უფრო დიდია ეს განსხვავება, მით უფრო ძლიერია არეკვლის ხარისხი. ასახვის ხარისხი დამოკიდებულია მედიის ინტერფეისზე სხივის დაცემის კუთხეზე: რაც უფრო უახლოვდება კუთხე სწორ ხაზს, მით უფრო ძლიერია არეკვლის ხარისხი.
ამრიგად, ამის ცოდნით, შესაძლებელია იპოვოთ ოპტიმალური ულტრაბგერითი სიხშირე, რომელიც იძლევა მაქსიმალურ გარჩევადობას საკმარისი შეღწევადობის სიმძლავრით.
ძირითადი პრინციპები, რომლებზეც ემყარება ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკური აპარატურის მუშაობა, - ეს არის Გავრცელებადა ულტრაბგერის ანარეკლი.
სადიაგნოსტიკო ულტრაბგერითი მოწყობილობების მუშაობის პრინციპი არის ულტრაბგერითი ვიბრაციების ასახვააკუსტიკური წინააღმდეგობის გარკვეული მნიშვნელობის მქონე ქსოვილების ინტერფეისებიდან. ითვლება, რომ ულტრაბგერითი ტალღების ასახვა ინტერფეისზე ხდება მაშინ, როდესაც სხვაობა მედიის აკუსტიკური სიმკვრივეებს შორის არის მინიმუმ 1%. ხმის ტალღების ასახვის სიდიდე დამოკიდებულია აკუსტიკური სიმკვრივის განსხვავებაზე მედიას შორის ინტერფეისზე, ხოლო არეკვლის ხარისხი დამოკიდებულია ულტრაბგერითი სხივის დაცემის კუთხეზე.
ულტრაბგერითი ვიბრაციების მიღება
ულტრაბგერითი ვიბრაციების წარმოქმნა ეფუძნება პირდაპირ და შებრუნებულ პიეზოელექტრიულ ეფექტს, რომლის არსი მდგომარეობს იმაში, რომ როდესაც ელექტრული მუხტები იქმნება ბროლის სახეების ზედაპირზე, ეს უკანასკნელი იწყებს შეკუმშვას და დაჭიმვას. პიეზოელექტრული გადამყვანების უპირატესობა არის ულტრაბგერითი წყაროს შესაძლებლობა ერთდროულად ემსახურებოდეს მის მიმღებს.
ულტრაბგერითი სენსორის სტრუქტურის დიაგრამა
სენსორი შეიცავს პიეზოკრისტალს, რომლის სახეებზე ფიქსირდება ელექტროდები. ბროლის უკან არის ნივთიერების ფენა, რომელიც შთანთქავს ულტრაბგერას, რომელიც ვრცელდება საჭიროების საწინააღმდეგო მიმართულებით. ეს აუმჯობესებს მიღებული ულტრაბგერითი სხივის ხარისხს. როგორც წესი, გადამყვანის მიერ გამომუშავებულ ულტრაბგერით სხივს აქვს მაქსიმალური სიმძლავრე ცენტრში და ის მცირდება კიდეებზე, რის შედეგადაც ულტრაბგერის გარჩევადობა განსხვავებულია ცენტრში და პერიფერიის გარშემო. სხივის ცენტრში ყოველთვის შეგიძლიათ მიიღოთ სტაბილური ანარეკლები როგორც მეტი, ასევე ნაკლებად მკვრივი ობიექტებისგან, ხოლო სხივის პერიფერიაზე ნაკლებად მკვრივი ობიექტები შეიძლება აირეკლონ, ხოლო მკვრივი ობიექტები შეიძლება აისახოს როგორც ნაკლებად მკვრივი.
თანამედროვე პიეზოელექტრული მასალები გადამყვანებს საშუალებას აძლევს გაგზავნონ და მიიღონ ულტრაბგერა სიხშირეების ფართო დიაპაზონში. შესაძლებელია აკუსტიკური სიგნალის სპექტრის ფორმის კონტროლი, გაუსის ტალღის ფორმის შექმნა და შენარჩუნება, რომელიც უფრო მდგრადია სიხშირის დიაპაზონის დამახინჯებისა და ცენტრალური სიხშირის ოფსეტურის მიმართ.
ულტრაბგერითი მოწყობილობების უახლეს დიზაინში მაღალი გარჩევადობა და გამოსახულების სიცხადე უზრუნველყოფილია დინამიური ფოკუსირების სისტემის და ფართოზოლოვანი ექო ფილტრის გამოყენებით მიკროკომპიუტერის საშუალებით შემომავალი და გამავალი ულტრაბგერითი სხივების ფოკუსირებისთვის. ამ გზით, უზრუნველყოფილია ულტრაბგერითი სხივის იდეალური პროფილირება და გაძლიერება და სექტორული სკანირებით მიღებული ღრმა სტრუქტურების გამოსახულების გვერდითი გარჩევადობის მახასიათებლები. ფოკუსის პარამეტრები დაყენებულია სენსორის სიხშირისა და ტიპის მიხედვით. ფართოზოლოვანი ექო ფილტრი უზრუნველყოფს ოპტიმალურ გარჩევადობას იდეალურად შესაბამისი სიხშირით რბილი ქსოვილების ექოს შთანთქმისთვის. მაღალი სიმკვრივის მრავალელემენტიანი სენსორების გამოყენება ხელს უწყობს ცრუ ექოს აღმოფხვრას გვერდითი და უკანა დიფრაქციის გამო.
დღეს მსოფლიოში არის სასტიკი კონკურენცია კომპანიებს შორის, რათა შექმნან მაღალი ხარისხის ვიზუალური სისტემები, რომლებიც აკმაყოფილებენ უმაღლეს მოთხოვნებს.
კერძოდ, Acuson Corporation-მა დაადგინა კონკრეტული სტანდარტი გამოსახულების ხარისხისა და კლინიკური მრავალფეროვნებისთვის და შეიმუშავა 128 XP™ პლატფორმა, ფუნდამენტური მოდული უწყვეტი გაუმჯობესებისთვის, რომელიც ექიმებს საშუალებას აძლევს გააფართოვონ კლინიკური კვლევის სფერო საჭიროებებზე დაყრდნობით.
პლატფორმა იყენებს 128 ელექტრონულად დამოუკიდებელ არხს, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია როგორც გადაცემისთვის, ასევე მიღებისთვის, რაც უზრუნველყოფს განსაკუთრებულ სივრცულ გარჩევადობას, ქსოვილის კონტრასტს და გამოსახულების ერთგვაროვნებას მთელს ხედვის ველში.
ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკური ინსტრუმენტები იყოფა სამ კლასად: ერთგანზომილებიანი, ორგანზომილებიანი და სამგანზომილებიანი.
ერთგანზომილებიან სკანერებში ობიექტის შესახებ ინფორმაცია წარმოდგენილია ერთ განზომილებაში ობიექტის სიღრმის გასწვრივ და გამოსახულება ჩაიწერება ვერტიკალური მწვერვალების სახით. მწვერვალების ამპლიტუდა და ფორმა გამოიყენება ქსოვილის სტრუქტურული თვისებებისა და ექო სიგნალების არეკვლის არეების სიღრმის შესაფასებლად. ამ ტიპის მოწყობილობას იყენებენ ექო-ენცეფალოგრაფიაში თავის ტვინის შუა ხაზის სტრუქტურების გადაადგილების და მოცულობითი (თხევადი და მყარი) წარმონაქმნების დასადგენად, ოფთალმოლოგიაში - თვალის ზომის, სიმსივნეების და უცხო სხეულების არსებობის დასადგენად. ექოპულსოგრაფია - საძილე და ხერხემლის არტერიების პულსაციის შესწავლა კისერზე და მათ ქალასშიდა ტოტებზე და სხვ. ამ მიზნებისათვის გამოიყენება 0.88-1.76 MHz სიხშირე.
2D სკანერები
2D სკანერებიიყოფა ხელით სკანირების და რეალურ დროში სკანირების მოწყობილობებად.
ამჟამად, ზედაპირული სტრუქტურებისა და შინაგანი ორგანოების შესასწავლად გამოიყენება მხოლოდ რეალურ დროში ინსტრუმენტები, რომლებშიც ინფორმაცია მუდმივად აისახება ეკრანზე, რაც შესაძლებელს ხდის ორგანოს მდგომარეობის დინამიურად მონიტორინგს, განსაკუთრებით მოძრავი სტრუქტურების შესწავლისას. ამ მოწყობილობების მუშაობის სიხშირე 0.5-დან 10.0 MHz-მდეა.
პრაქტიკაში უფრო ხშირად გამოიყენება სენსორები, რომელთა სიხშირეა 2.5-დან 8 MHz-მდე.
3D სკანერები
მათი გამოყენებისთვის საჭიროა გარკვეული პირობები:
- წარმონაქმნის არსებობა, რომელსაც აქვს მომრგვალებული ან კარგად კონტურული ფორმა;
- თხევადი სივრცეებში განლაგებული სტრუქტურული წარმონაქმნების არსებობა (ნაყოფი საშვილოსნოში, თვალის კაკალი, ქვები ნაღვლის ბუშტში, უცხო სხეული, პოლიპი კუჭში ან ნაწლავებში სავსე სითხით, აპენდიქსი ანთებითი სითხის ფონზე, ისევე როგორც ყველა მუცლის ღრუს. ორგანოები ასციტური სითხის ფონზე);
- მჯდომარე სტრუქტურული წარმონაქმნები (თვალის კაკალი, პროსტატი და ა.შ.).
ამრიგად, ამ მოთხოვნების გათვალისწინებით, სამგანზომილებიანი სკანერები შეიძლება წარმატებით იქნას გამოყენებული მეანობაში კვლევისთვის, მუცლის ღრუს მოცულობითი პათოლოგიით სხვა სტრუქტურებისგან უფრო ზუსტი დიფერენცირებისთვის, უროლოგიაში პროსტატის გამოსაკვლევად, სტრუქტურული შეღწევადობის დიფერენცირების მიზნით. კაფსულა, ოფთალმოლოგიაში, კარდიოლოგიაში, ნევროლოგიასა და ანგიოლოგიაში.
გამოყენების სირთულის, აღჭურვილობის მაღალი ღირებულების, მრავალი პირობისა და შეზღუდვის არსებობის გამო, ისინი ამჟამად იშვიათად გამოიყენება. თუმცა 3D სკანირება — ეს არის მომავლის ეკოგრაფია.
დოპლერის ეკოგრაფია
დოპლერის სონოგრაფიის პრინციპია ის, რომ ულტრაბგერითი სიგნალის სიხშირე, მოძრავი ობიექტიდან ასახვისას, იცვლება მისი სიჩქარის პროპორციულად და დამოკიდებულია ულტრაბგერის სიხშირეზე და ულტრაბგერის გავრცელების მიმართულებასა და დინების მიმართულებას შორის. ეს მეთოდი წარმატებით გამოიყენება კარდიოლოგიაში.
მეთოდი ასევე საინტერესოა შინაგანი მედიცინისთვის, იმის გამო, რომ მის უნარს მიაწოდოს სანდო ინფორმაცია შინაგანი ორგანოების სისხლძარღვების მდგომარეობის შესახებ სხეულში კონტრასტული აგენტების შეყვანის გარეშე.
იგი უფრო ხშირად გამოიყენება პორტალური ჰიპერტენზიის საეჭვო პაციენტების ყოვლისმომცველ გამოკვლევაში ადრეულ სტადიაზე, პორტალური მიმოქცევის დარღვევების სიმძიმის დასადგენად, პორტალური ვენის სისტემაში ბლოკადის დონისა და მიზეზის დასადგენად, აგრეთვე პორტალურ სისხლში ცვლილებების შესასწავლად. ნაკადი ღვიძლის ციროზის მქონე პაციენტებში მედიკამენტების მიღებისას (ბეტა-ბლოკატორები, აგფ ინჰიბიტორები და ა.შ.).
ყველა მოწყობილობა აღჭურვილია ორი ტიპის ულტრაბგერითი სენსორებით: ელექტრომექანიკური და ელექტრონული. ორივე ტიპის სენსორებს, მაგრამ უფრო ხშირად ელექტრონულ სენსორებს აქვთ ცვლილებები გამოსაყენებლად სხვადასხვა სფეროებშიმედიცინა მოზრდილებისა და ბავშვების გამოკვლევაში.
AT კლასიკური ვერსიარეალურ დროში გამოიყენება ელექტრონული სკანირების 4 მეთოდი : სექტორი, წრფივი, ამოზნექილი და ტრაპეციული,რომელთაგან თითოეული ხასიათდება სპეციფიკური თავისებურებებით დაკვირვების სფეროსთან მიმართებაში. მკვლევარს შეუძლია აირჩიოს სკანირების მეთოდი მის წინაშე არსებული დავალების და ადგილმდებარეობის მიხედვით.
სექტორის სკანირება
უპირატესობები:
- დიდი ხედვის ველი ღრმა ტერიტორიების შესწავლისას.
განაცხადის სფერო:
- ახალშობილთა კრანიოლოგიური კვლევები დიდი შრიფტით;
- კარდიოლოგიური კვლევები;
- მენჯის ღრუს ორგანოების (განსაკუთრებით გინეკოლოგიაში და პროსტატის კვლევისას), რეტროპერიტონეალური სისტემის ორგანოების ზოგადი მუცლის გამოკვლევა.
ხაზის სკანირება
უპირატესობები:
- დიდი ხედვის ველი სხეულის ზედაპირული ადგილების გამოკვლევისას;
- მაღალი გარჩევადობა სხეულის ღრმა უბნების შესწავლისას მრავალელემენტიანი სენსორის გამოყენების გამო;
განაცხადის სფერო:
- ზედაპირული სტრუქტურები;
- კარდიოლოგია;
– მენჯის ორგანოების და პერიენალური რეგიონის გამოკვლევა;
- მეანობაში.
ამოზნექილი სკანირება
უპირატესობები:
- პაციენტის სხეულის ზედაპირთან კონტაქტის მცირე არე;
- დაკვირვების დიდი სფერო ღრმა ტერიტორიების შესწავლაში.
განაცხადის სფერო:
- მუცლის ზოგადი გამოკვლევები.
ტრაპეციული სკანირება
უპირატესობები:
- დაკვირვების დიდი ველი სხეულის ზედაპირთან და ღრმად განლაგებულ ორგანოებთან შესწავლისას;
- ტომოგრაფიული განყოფილებების მარტივი იდენტიფიკაცია.
განაცხადის სფერო:
- მუცლის ზოგადი გამოკვლევები;
- სამეანო და გინეკოლოგიური.
ზოგადად მიღებული კლასიკური სკანირების მეთოდების გარდა, უახლესი მოწყობილობების დიზაინში გამოიყენება ტექნოლოგიები, რომლებიც მათ ხარისხობრივად შევსების საშუალებას აძლევს.
ვექტორული სკანირების ფორმატი
უპირატესობები:
— შეზღუდული წვდომით და ნეკნთაშუა სივრციდან სკანირებით, ის უზრუნველყოფს აკუსტიკური მახასიათებლების მინიმალური სენსორის დიაფრაგმით. ვექტორული გამოსახულების ფორმატი იძლევა უფრო ფართო ხედს ახლო და შორეულ ველებზე.
სფერო იგივეა, რაც სექტორის სკანირებისთვის.
სკანირება მასშტაბირების არეალის შერჩევის რეჟიმში
ეს არის ოპერატორის მიერ შერჩეული ინტერესის არეალის სპეციალური სკანირება გამოსახულების აკუსტიკური ინფორმაციის შინაარსის გასაუმჯობესებლად ორგანზომილებიან და ფერად დოპლერის რეჟიმში. არჩეული ინტერესის ზონა ნაჩვენებია აკუსტიკური და რასტრული ხაზების სრული გამოყენებით. სურათის ხარისხის გაუმჯობესება გამოიხატება ოპტიმალური ხაზისა და პიქსელის სიმკვრივით, უფრო მაღალი გარჩევადობით, უფრო მაღალი კადრების სიხშირით და უფრო დიდი სურათით.
ნორმალური განყოფილებით, იგივე აკუსტიკური ინფორმაცია რჩება, ხოლო ჩვეულებრივი RES მასშტაბირების ზონის შერჩევის ფორმატით, სურათის გადიდება გაზრდილი გარჩევადობით და მეტი დიაგნოსტიკური ინფორმაცია მიიღწევა.
ვიზუალიზაცია მულტი-ჰერცი
ფართოზოლოვანი პიეზოელექტრული მასალები უზრუნველყოფს თანამედროვე სენსორებს სიხშირის ფართო დიაპაზონში მუშაობის შესაძლებლობით; უზრუნველყოფს სენსორებში არსებული სიხშირეების ფართო დიაპაზონიდან კონკრეტული სიხშირის არჩევის შესაძლებლობას გამოსახულების ერთგვაროვნების შენარჩუნებით. ეს ტექნოლოგია საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ სენსორის სიხშირე მხოლოდ ღილაკის დაჭერით, სენსორის გამოცვლაზე დროის დაკარგვის გარეშე. და ეს ნიშნავს, რომ ერთი სენსორი უდრის ორ ან სამ კონკრეტულ მახასიათებელს, რაც ზრდის სენსორების ღირებულებას და კლინიკურ მრავალფეროვნებას (Acuson, Siemens).
მოწყობილობის უახლეს ინსტრუქციებში საჭირო ულტრაბგერითი ინფორმაციის გაყინვა შესაძლებელია სხვადასხვა რეჟიმში: B-რეჟიმი, 2B-რეჟიმი, 3D, B + B რეჟიმი, 4B-რეჟიმი, M-რეჟიმი და დარეგისტრირდეს პრინტერის გამოყენებით სპეციალურ ქაღალდზე, კომპიუტერზე. კასეტა ან ვიდეო ლენტი ინფორმაციის კომპიუტერული დამუშავებით.
ადამიანის სხეულის ორგანოებისა და სისტემების ულტრაბგერითი გამოსახულება მუდმივად იხვეწება, მუდმივად იხსნება ახალი ჰორიზონტები და შესაძლებლობები, თუმცა მიღებული ინფორმაციის სწორი ინტერპრეტაცია ყოველთვის დამოკიდებული იქნება მკვლევარის კლინიკური მომზადების დონეზე.
ამასთან დაკავშირებით, ხშირად მახსენდება საუბარი კომპანია Aloca-ს წარმომადგენელთან, რომელიც ჩვენთან მოვიდა პირველი რეალურ დროში მოწყობილობის Aloca SSD 202 D (1982) ექსპლუატაციაში გამოსაყენებლად. ჩემს აღტაცებაზე, რომ იაპონიამ შეიმუშავა კომპიუტერული ულტრაბგერითი ტექნოლოგია, მან უპასუხა: „კომპიუტერი კარგია, მაგრამ თუ სხვა კომპიუტერი (თავზე მიუთითებს) კარგად არ მუშაობს, მაშინ ეს კომპიუტერი უსარგებლოა“.
1. ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე დამოკიდებულია მილსადენში არსებულ ტემპერატურასა და წნევაზე. ულტრაბგერითი სიჩქარე ზე სხვადასხვა ღირებულებებიწყლის ტემპერატურა და ატმოსფერული წნევა მოცემულია ცხრილში D.1.
ცხრილი E.1
ალექსანდროვი ა.ა., ტრახტენგერც მ.ს. თერმოფიზიკური თვისებებიწყალი ატმოსფერულ წნევაზე. M. სტანდარტების გამომცემლობა, 1977, 100 წ. ( საჯარო სამსახურისტანდარტული საცნობარო მონაცემები. სერ. მონოგრაფიები).
2. წყლისა და თბომომარაგების სისტემებში წყლის ნაკადის და მოცულობის გასაზომად მრიცხველის გამოყენებისას ულტრაბგერის სიჩქარე განისაზღვრება ცხრილის მონაცემებიდან. E.2 ტემპერატურასა და წნევაში წრფივი ინტერპოლაციის მეთოდით ფორმულის შესაბამისად:
სადაც c(t,P) არის ულტრაბგერის სიჩქარე მილსადენში გამავალ სითხეში, m/s;
c(t1) არის ულტრაბგერის სიჩქარის ტაბულური მნიშვნელობა გაზომილზე დაბალ ტემპერატურაზე, m/s;
c(t2) არის ულტრაბგერის სიჩქარის ტაბულური მნიშვნელობა გაზომილზე მაღალ ტემპერატურაზე, m/s;
c(P1) არის ულტრაბგერის სიჩქარის ტაბულური მნიშვნელობა გაზომილზე ნაკლები წნევის დროს, m/s;
c(P2) - ულტრაბგერის სიჩქარის ცხრილის მნიშვნელობა გაზომილზე მეტი წნევის დროს, მ/წმ;
t არის წყლის ტემპერატურა მილსადენში, ºС;
P არის წყლის წნევა მილსადენში, MPa;
t1, t2 - ტემპერატურის ცხრილის მნიშვნელობები, ºС;
P1, P2 - წნევის ტაბულური მნიშვნელობები, MPa;
ᲨᲔᲜᲘᲨᲕᲜᲐ.
1. მნიშვნელობები c(t1) და c(t2) განისაზღვრება ცხრილის მონაცემებიდან. D.1. მნიშვნელობები c(P1) და c(P2) განისაზღვრება ცხრილში მოცემული მონაცემებით. D 2. მილსადენში წყლის ტემპერატურასთან ყველაზე ახლოს ტემპერატურაზე.
2. მილსადენში წყლის ტემპერატურისა და წნევის გაზომვა უნდა განხორციელდეს შესაბამისად არაუმეტეს ±0,5 ºС და ±0,5 მპა შეცდომით.
ცხრილი E.2
ცხრილის გაგრძელება D.2
ალექსანდროვი A.A., Larkin D.K. ულტრაბგერის სიჩქარის ექსპერიმენტული განსაზღვრა ტემპერატურისა და წნევის ფართო დიაპაზონში. ჟურნალი "სითბო ძალა", №2, 1976, გვ.75.
3. ულტრაბგერის სიჩქარის სითხის ტემპერატურაზე დამოკიდებულების ცხრილების არარსებობის შემთხვევაში, ულტრაბგერის სიჩქარის დადგენა შესაძლებელია ნახ. E.1-ზე ნაჩვენები მოწყობილობის გამოყენებით. ულტრაბგერითი სიჩქარის გაზომვამდე უშუალოდ მოწყობილობის კორპუსი (ფოლადის სამაგრი) ჩაეფლო სატესტო სითხეში და სისქის საზომი რეგულირდება ულტრაბგერითი სიჩქარის გასაზომად. შემდეგ ულტრაბგერითი სისქის საზომი პირდაპირ ზომავს ულტრაბგერის სიჩქარეს.
სითხეში ულტრაბგერის სიჩქარის გასაზომად, ასევე შესაძლებელია გამოიყენოს US-12 IM მოწყობილობა (SCHO 2.048.045 TO) ან სხვა ტიპის სისქის საზომი.
ნახ E.1. სითხეში ულტრაბგერის სიჩქარის საზომი მოწყობილობა.