ความเร็วการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ในสื่อต่างๆ หลักการทางกายภาพของการถ่ายภาพอัลตราซาวนด์ของเนื้อเยื่อและอวัยวะของมนุษย์

อัลตร้าซาวด์เรียกว่าคลื่นกลตามยาวที่มีความถี่การสั่นสูงกว่า 20 kHz เช่นเดียวกับคลื่นเสียง คลื่นอุลตร้าโซนิคเป็นการสลับการควบแน่นและการแรเงาของตัวกลาง ในแต่ละสื่อความเร็วการแพร่กระจายของทั้งเสียงและอัลตราซาวนด์จะเท่ากัน ด้วยเหตุนี้ ความยาวของคลื่นอัลตราโซนิกในอากาศจึงน้อยกว่า 17 mM (V = λ * ν; Vair = 330 m/s)

แหล่งที่มาของอัลตราซาวนด์เป็นตัวปล่อยไฟฟ้าแบบพิเศษ ตัวปล่อยชนิดหนึ่งทำงานบนพื้นฐานของปรากฏการณ์ของสนามแม่เหล็ก เมื่อขนาดของวัตถุบางอย่าง (เช่น แท่งนิกเกิล) เปลี่ยนแปลงไปในสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ อิมิตเตอร์ดังกล่าวทำให้สามารถรับการสั่นด้วยความถี่ตั้งแต่ 20 ถึง 80 kHz จากแหล่งกำเนิดกระแสสลับที่มีความถี่ที่ระบุ แรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับแท่งนิกเกิล ขนาดตามยาวของแกนจะเปลี่ยนไปตามความถี่ของกระแสสลับ และคลื่นอัลตราโซนิกถูกปล่อยออกมาจากใบหน้าด้านข้างของตัวอย่าง (รูปที่ 4).

หม้อน้ำประเภทที่สองทำงานบนพื้นฐานของเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกเมื่อขนาดของวัตถุบางอย่าง - วัสดุที่ทำจากเฟอร์โรอิเล็กทริก - เปลี่ยนแปลงในสนามไฟฟ้าสลับ สำหรับหม้อน้ำประเภทนี้สามารถรับการสั่นของความถี่ที่สูงขึ้น - สูงถึง 500 MHz จากแหล่งกำเนิดกระแสสลับ แรงดันไฟฟ้ายังถูกนำไปใช้กับใบหน้าด้านข้างของแกนที่ทำจากเฟอร์โรอิเล็กทริก (ควอตซ์ ทัวร์มาลีน) ในขณะที่ขนาดตามยาวของแกนจะเปลี่ยนไปตามความถี่ของกระแสสลับ และคลื่นอัลตราโซนิกถูกปล่อยออกมาจาก ด้านข้างของตัวอย่าง (รูปที่ 5) ในทั้งกรณีแรกและครั้งที่สอง อัลตราซาวนด์จะถูกปล่อยออกมาเนื่องจากการสั่นสะเทือนของใบหน้าด้านข้างของแกน ในกรณีหลัง ใบหน้าเหล่านี้จะถูกเคลือบด้วยโลหะเพื่อจ่ายกระแสไฟให้กับตัวอย่าง

เครื่องรับอัลตราโซนิกทำงานบนหลักการของปรากฏการณ์ผกผันของสนามแม่เหล็กและเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริก: คลื่นอัลตราโซนิกทำให้เกิดความผันผวนในมิติเชิงเส้นของร่างกายเมื่อร่างกายอยู่ในสนามของคลื่นอัลตราโซนิกความผันผวนของขนาดจะมาพร้อมกับการปรากฏตัวของแม่เหล็กสลับอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือสนามไฟฟ้ากระแสสลับในวัสดุ ฟิลด์เหล่านี้ ซึ่งปรากฏในเซ็นเซอร์ที่เกี่ยวข้อง ถูกบันทึกโดยตัวบ่งชี้บางอย่าง เช่น ออสซิลโลสโคป ยิ่งอัลตราซาวนด์รุนแรงมากเท่าใด แอมพลิจูดก็จะยิ่งมากขึ้น การสั่นสะเทือนทางกลตัวอย่าง - เซ็นเซอร์และยิ่งแอมพลิจูดของสนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้าสลับกันมากขึ้น

คุณสมบัติของอัลตราซาวนด์

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ในแต่ละสื่อ ความเร็วการแพร่กระจายของทั้งเสียงและอัลตราซาวนด์จะเท่ากัน คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของอัลตราซาวนด์คือความแคบของลำแสงอัลตราโซนิกซึ่งช่วยให้คุณมีอิทธิพลต่อวัตถุใด ๆ ท้องถิ่น. ในสื่อที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันที่มีความไม่เท่ากันเล็กน้อย เมื่อขนาดของการรวมตัวมีค่าประมาณเท่ากับแต่มากกว่าความยาวคลื่น (L ≈ λ) ปรากฏการณ์ของการเลี้ยวเบนจะเกิดขึ้น หากขนาดของสิ่งเจือปนมีขนาดใหญ่กว่าความยาวคลื่นมาก (L >> λ) การแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์จะเป็นเส้นตรง ในกรณีนี้ เป็นไปได้ที่จะได้เงาอัลตราโซนิกจากสิ่งเจือปนดังกล่าว ซึ่งจะใช้เมื่อ หลากหลายชนิดการวินิจฉัย - ทั้งด้านเทคนิคและทางการแพทย์ ประเด็นทางทฤษฎีที่สำคัญในการใช้อัลตราซาวนด์คือการผ่านอัลตราซาวนด์จากสื่อหนึ่งไปยังอีกสื่อหนึ่ง ในกรณีนี้ลักษณะของคลื่นเป็นความถี่จะไม่เปลี่ยนแปลง ในทางตรงกันข้าม ความเร็วและความยาวคลื่นสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในกรณีนี้ ดังนั้น ในน้ำ ความเร็วของคลื่นเสียงคือ 1400 m/s เมื่ออยู่ในอากาศ เท่ากับ 330 m/s การแทรกซึมของอัลตราซาวนด์ไปยังสื่ออื่นมีลักษณะเป็นค่าสัมประสิทธิ์การเจาะ (β) มันถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของความเข้มของคลื่นที่เข้าสู่ตัวกลางที่สองต่อความเข้มของคลื่นตกกระทบ: β = ฉัน 2 / ฉัน 1– รูปที่ 6 ค่าสัมประสิทธิ์นี้ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของอิมพีแดนซ์เสียงของสื่อทั้งสอง อิมพีแดนซ์อะคูสติกเป็นผลคูณของความหนาแน่นของตัวกลางและความเร็วของการแพร่กระจายคลื่นในตัวกลางที่กำหนด: Z 1 \u003d ρ 1 * V 1, Z 2 \u003d ρ 2 * V 2ค่าสัมประสิทธิ์การเจาะที่ใหญ่ที่สุด - ใกล้เคียงกับความสามัคคีหากอิมพีแดนซ์เสียงของสื่อทั้งสองมีค่าเท่ากันโดยประมาณ: ρ 1 * วี 1 ,≈ ρ 2 * วี 2. ถ้าอิมพีแดนซ์ของตัวกลางที่สองมีค่ามากกว่าตัวแรกมาก ค่าสัมประสิทธิ์การแทรกซึมจะน้อยมาก ในกรณีทั่วไป ค่าสัมประสิทธิ์ β คำนวณโดยสูตร:

สำหรับการเปลี่ยนอัลตราซาวนด์จากอากาศสู่ผิวหนังมนุษย์ β = 0.08% สำหรับการเปลี่ยนจากกลีเซอรอลเป็นผิวหนัง β = 99.7%

การดูดซึมอัลตราซาวนด์ในสื่อต่างๆ

ในสื่อที่เป็นเนื้อเดียวกันอัลตราซาวนด์จะถูกดูดซับเช่นเดียวกับรังสีทุกชนิด - ตามกฎหมาย ฟังก์ชันเลขชี้กำลัง:

ค่าของ L ' - เรียกว่าชั้น half-absorption - คือระยะทางที่ความเข้มของคลื่นลดลงครึ่งหนึ่ง ชั้นดูดซับครึ่งหนึ่งขึ้นอยู่กับความถี่ของอัลตราซาวนด์และเนื้อเยื่อเอง - วัตถุ ด้วยความถี่ที่เพิ่มขึ้น ค่า L 1/2 -ลดลง สำหรับเนื้อเยื่อต่าง ๆ ของร่างกายค่าระดับการดูดซึมของอัลตราซาวนด์ดังต่อไปนี้:

สาร	น้ำ	เลือด	กระดูกอ่อน	กระดูก
แอล	300 ซม.	2 - 8 ซม.	0.24 ซม.	0.05 ซม.

ผลของอัลตราซาวนด์ต่อเนื้อเยื่อของร่างกาย

การทำอัลตราซาวนด์มีสามประเภท:

เครื่องกล,

ความร้อน,

เคมี.

ระดับของผลกระทบของประเภทใดประเภทหนึ่งจะถูกกำหนดโดยความเข้ม ในการนี้ในด้านการแพทย์มี ความเข้มของอัลตราซาวนด์สามระดับ:

1 ระดับ - สูงถึง 1.5 W / cm 2

ระดับ 2 - จาก 1.5 ถึง 3 W / cm 2

ระดับ 3 - จาก 3 ถึง 10 W / cm 2

ผลกระทบของอัลตราซาวนด์ทั้งสามประเภทต่อเนื้อเยื่อเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ของการเกิดโพรงอากาศ - สิ่งเหล่านี้เป็นระยะสั้น (ครึ่งหนึ่งของช่วงเวลาของการสั่นของอนุภาคของตัวกลาง) การปรากฏตัวของโพรงด้วยกล้องจุลทรรศน์ในสถานที่ที่สื่อถูกทำให้บริสุทธิ์ โพรงเหล่านี้เต็มไปด้วยไอของเหลวและอยู่ในเฟส ความดันโลหิตสูง(อีกครึ่งหนึ่งของระยะเวลาการสั่นของอนุภาคของตัวกลาง) ฟันผุที่ก่อตัวขึ้นจะยุบลง ที่ความเข้มของคลื่นสูง การพังทลายของโพรงที่มีไอของเหลวอยู่ภายในนั้นสามารถนำไปสู่ผลทางกลที่ทำลายล้างได้ โดยธรรมชาติแล้ว การล่มสลายของโพรงขนาดเล็กจะมาพร้อมกับผลกระทบจากความร้อน กระบวนการล่มสลายของ microcavities ยังเกี่ยวข้องกับการกระทำทางเคมีของอัลตราซาวนด์เนื่องจากในกรณีนี้อนุภาคของตัวกลางจะมีความเร็วสูงในการเคลื่อนที่เชิงแปลซึ่งอาจทำให้เกิดปรากฏการณ์ไอออไนซ์แตกได้ พันธะเคมี,การเกิดอนุมูล. อนุมูลที่เป็นผลลัพธ์สามารถโต้ตอบกับโปรตีน แลมปิด กรดนิวคลีอิกและก่อให้เกิดผลกระทบอันไม่พึงประสงค์จากลักษณะทางเคมี

6. คุณสมบัติของการไหลเวียนของเลือดผ่านหลอดเลือดขนาดใหญ่ ขนาดกลางและขนาดเล็ก เส้นเลือดฝอย
การไหลเวียนของเลือดในระหว่างการหดตัวของหลอดเลือด, เอฟเฟกต์เสียง.

อัตราการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกัน ค่าโดยประมาณของความเร็วนี้แสดงอยู่ในตาราง 2.1.

ตาราง 2.1. ความเร็วและความดันของเลือดในหลอดเลือดต่างๆ

เมื่อมองแวบแรก ดูเหมือนว่าค่าที่กำหนดจะขัดแย้งกับสมการความต่อเนื่อง - ในเส้นเลือดฝอยบาง ๆ ความเร็วของการไหลเวียนของเลือดจะน้อยกว่าในหลอดเลือดแดง อย่างไรก็ตาม ความคลาดเคลื่อนนี้ชัดเจน ประเด็นคือใน Table 2.1 แสดงเส้นผ่านศูนย์กลางของเรือหนึ่งลำ แต่เมื่อแตกแขนงออกไป พื้นที่ของเรือแต่ละลำจะลดลง และพื้นที่การแตกแขนงทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นพื้นที่ทั้งหมดของเส้นเลือดฝอยทั้งหมด (ประมาณ 2,000 ซม. 2) นั้นมากกว่าพื้นที่ของหลอดเลือดแดงใหญ่หลายร้อยเท่า - สิ่งนี้อธิบายความเร็วของเลือดต่ำในเส้นเลือดฝอย (น้อยกว่าในเส้นเลือดใหญ่ 500 - 600 เท่า ).

ในอนาคต เมื่อเส้นเลือดฝอยรวมกันเป็น venules เป็น veins จนถึง vena cava ลูเมนทั้งหมดของหลอดเลือดจะลดลงอีกครั้งและอัตราการไหลเวียนของเลือดจะเพิ่มขึ้นอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม เนื่องด้วยสาเหตุหลายประการ ความเร็วของการไหลเวียนของเลือดเมื่อ vena cava เข้าสู่หัวใจจะไม่เพิ่มขึ้นเป็นค่าเริ่มต้น แต่จะสูงถึง ½ โดยประมาณ (รูปที่ 2.7)

หลอดเลือดแดงเอออร์ตา หลอดเลือดแดง หลอดเลือดแดง เส้นเลือดฝอย venules เส้นเลือด vena cava

ข้าว. 2.7. การกระจายความเร็วของเลือดในแผนกต่างๆ

ของระบบหัวใจและหลอดเลือด

ในเส้นเลือดฝอยและเส้นเลือด การไหลเวียนของเลือดจะคงที่ ส่วนอื่น ๆ ของระบบหัวใจและหลอดเลือด คลื่นชีพจร.

คลื่นของความดันที่เพิ่มขึ้นที่แพร่กระจายผ่านหลอดเลือดเอออร์ตาและหลอดเลือดแดง ซึ่งเกิดจากการขับเลือดออกจากช่องหัวใจด้านซ้ายระหว่าง systole เรียกว่าคลื่นพัลส์

เมื่อกล้ามเนื้อหัวใจหดตัว (systole) เลือดจะถูกขับออกจากหัวใจไปยังหลอดเลือดแดงใหญ่และหลอดเลือดแดงที่ขยายออกไป หากผนังของหลอดเลือดเหล่านี้แข็ง ความดันที่เกิดขึ้นในเลือดที่ทางออกของหัวใจจะถูกส่งไปยังรอบนอกด้วยความเร็วของเสียง อย่างไรก็ตาม ความยืดหยุ่นของผนังหลอดเลือดนำไปสู่ความจริงที่ว่าในช่วง systole เลือดที่ขับออกมาจากหัวใจจะขยายหลอดเลือดแดงใหญ่ หลอดเลือดแดง และหลอดเลือดแดง หลอดเลือดขนาดใหญ่รับรู้ระหว่าง systole เลือดมากกว่าที่ไหลไปรอบนอก ความดันซิสโตลิก (PC) ของบุคคลโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 16 kPa ในระหว่างการผ่อนคลายของหัวใจ (diastole) หลอดเลือดที่ขยายตัวจะลดลงและพลังงานศักย์ที่หัวใจส่งถึงพวกเขาผ่านทางเลือดจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ของกระแสเลือดในขณะที่ยังคงความดัน diastolic (D) อยู่ที่ประมาณ 11 กิโลปาสคาล

ร ปะ ปะ ปะ

1 - ในหลอดเลือดแดงใหญ่ 2 - ในหลอดเลือดแดง

ข้าว. 2.8. ความผันผวนของความดันในหลอดเลือดในระหว่างการผ่านของคลื่นพัลส์

แอมพลิจูดของคลื่นพัลส์ P 0 (x) (ความดันพัลส์) คือความแตกต่างระหว่างค่าความดันสูงสุดและต่ำสุดที่จุดที่กำหนดของเรือ (x) ที่จุดเริ่มต้นของเส้นเลือดใหญ่ แอมพลิจูดของคลื่น Р 0 สูงสุด เท่ากับความแตกต่างระหว่างความดันซิสโตลิก (Р С) และ diastolic (Р D): Р 0, สูงสุด = Р С - Р D. การลดทอนของ แอมพลิจูดของคลื่นพัลส์ในระหว่างการขยายพันธุ์ตามเส้นเลือดสามารถแสดงได้ด้วยการพึ่งพา:

โดยที่ β คือสัมประสิทธิ์การลดทอน ซึ่งเพิ่มขึ้นตามรัศมีของหลอดเลือดที่ลดลง

ความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นพัลส์ที่วัดจากการทดลองคือ » 6 - 8 m / s ซึ่งมากกว่าความเร็วของการเคลื่อนที่ของอนุภาคเลือด 20 - 30 เท่า = 0.3 - 0.5 m / s ในช่วงเวลาที่เลือดออกจากโพรง (systole time) t s \u003d 0.3 s คลื่นพัลส์มีเวลาแพร่กระจายไปยังระยะไกล

L p \u003d t s "2m,

นั่นคือเพื่อให้ครอบคลุมเรือขนาดใหญ่ทั้งหมด - หลอดเลือดแดงใหญ่และหลอดเลือดแดง ซึ่งหมายความว่าด้านหน้าของคลื่นพัลส์จะไปถึงปลายแขนก่อนที่ความดันจะลดลงในเส้นเลือดใหญ่จะเริ่มขึ้น

การทดลองหาความเร็วของคลื่นพัลส์เป็นพื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยสถานะของหลอดเลือด เมื่ออายุมากขึ้นความยืดหยุ่นของหลอดเลือดจะเพิ่มขึ้น 2-3 เท่า ส่งผลให้ความเร็วของคลื่นพัลส์เพิ่มขึ้นด้วย

ดังที่เห็นได้ชัดเจนจากการทดลองและจากแนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับการทำงานของหัวใจ คลื่นพัลส์ไม่ใช่ไซนัส

(ฮาร์มอนิก) (รูปที่ 2.9)

1 - หลอดเลือดแดงหลังจากผ่าน 2 - ผ่านหลอดเลือดแดง

หน้าคลื่นพัลส์ของคลื่นพัลส์

3 - คลื่นชีพจรในหลอดเลือดแดง 4 - ความดันโลหิตสูงลดลง

ข้าว. 2.9. รายละเอียดของหลอดเลือดแดงระหว่างการเดินของคลื่นพัลส์

ความเร็วของคลื่นพัลส์ในภาชนะขนาดใหญ่ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ดังต่อไปนี้ (สูตร Moens-Korteweg):

โดยที่ E คือโมดูลัสความยืดหยุ่น (โมดูลัสของ Young); ρ คือความหนาแน่นของสารของเรือ h คือความหนาของผนังเรือ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของเรือ

เป็นที่น่าสนใจที่จะเปรียบเทียบสูตรนี้กับการแสดงออกของความเร็วของการแพร่กระจายเสียงในแท่งบาง ๆ:

, E - โมดูลัสของ Young; ρ - ความหนาแน่นของสารแท่ง

ในมนุษย์เมื่ออายุมากขึ้นโมดูลัสความยืดหยุ่นของหลอดเลือดจะเพิ่มขึ้นดังนั้นความเร็วของคลื่นชีพจรก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

นอกจากคลื่นพัลส์ในระบบ "หลอดเลือด-หลอดเลือด" แล้ว คลื่นเสียงยังสามารถแพร่กระจายได้ ซึ่งมีความเร็วสูงมากเมื่อเทียบกับความเร็วของการเคลื่อนที่ของอนุภาคเลือดและความเร็วของคลื่นพัลส์ ดังนั้นในระบบหลอดเลือดและเลือดจึงสามารถแยกแยะกระบวนการหลักสามประการของการเคลื่อนไหว:

1) การเคลื่อนไหวของอนุภาคเลือด ( = 0.5 m/s);

2) การแพร่กระจายคลื่นพัลส์ (~ 10 m/s);

3) การแพร่กระจายของคลื่นเสียง (~ 1500 m/s)

การไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดแดงมักจะเป็นลามินาร์ โดยมีความปั่นป่วนเล็กน้อยเกิดขึ้นใกล้กับลิ้นหัวใจ ในทางพยาธิวิทยา เมื่อความหนืดน้อยกว่าปกติ ค่า Reynolds อาจเกินค่าวิกฤตและการเคลื่อนไหวจะปั่นป่วน การไหลแบบปั่นป่วนนั้นสัมพันธ์กับการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นในระหว่างการเคลื่อนไหวของของเหลว ซึ่งในกรณีของเลือดจะนำไปสู่การทำงานเพิ่มเติมของหัวใจ

เสียงที่เกิดจากการไหลเวียนของเลือดที่ปั่นป่วนสามารถใช้ในการวินิจฉัยโรคได้ เสียงนี้จะได้ยินที่หลอดเลือดแดงแขนเมื่อวัดความดันโลหิตโดยใช้วิธีเสียง Korotkoff

การไหลของอากาศในโพรงจมูกโดยปกติจะราบเรียบ อย่างไรก็ตาม ด้วยการอักเสบหรือความผิดปกติอื่นใด อาจทำให้เกิดการปั่นป่วน ซึ่งจะส่งผลต่อการทำงานของกล้ามเนื้อทางเดินหายใจเพิ่มเติม

การเปลี่ยนแปลงจากการไหลแบบราบเรียบไปเป็นกระแสปั่นป่วนเกิดขึ้นไม่เพียงกับการไหลในท่อ (ช่อง) แต่เป็นลักษณะของการไหลของของเหลวหนืดเกือบทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การไหลของของไหลรอบโปรไฟล์ของเรือหรือเรือดำน้ำ ลำตัวของปลาหรือปีกของเครื่องบินหรือนกก็มีลักษณะการเปลี่ยนแปลงแบบราบเรียบ-ปั่นป่วน ในขณะที่ขนาดลักษณะเฉพาะของลำตัวที่เพรียวบางและคงที่ ขึ้นอยู่กับรูปร่างของร่างกายจะต้องถูกแทนที่ด้วยสูตร

ข้อมูลที่คล้ายกัน

ความเร็วของการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ในคอนกรีตอยู่ในช่วง 2800 ถึง 4800 m/s ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและความแข็งแรง (ตารางที่ 2.2.2)

ตาราง 2.2.2

วัสดุ	ρ, g/cm3	วี p p , m/s
เหล็ก	7.8
Duralumin	2.7
ทองแดง	8.9
ลูกแก้ว	1.18
กระจก	3.2
อากาศ	1.29x10-3
น้ำ	1.00
โอนน้ำมัน	0.895
พาราฟิน	0.9
ยาง	0.9
หินแกรนิต	2.7
หินอ่อน	2.6
คอนกรีต (มากกว่า 30 วัน)	2.3-2.45	2800-4800
อิฐ:
ซิลิเกต	1.6-2.5	1480-3000
ดินเหนียว	1.2-2.4	1320-2800
วิธีการแก้:
ปูนซีเมนต์	1.8-2.2	1930-3000
มะนาว	1.5-2.1	1870-2300

การวัดความเร็วดังกล่าวในพื้นที่ที่ค่อนข้างเล็ก (โดยเฉลี่ย 0.1-1 ม.) เป็นปัญหาทางเทคนิคที่ค่อนข้างซับซ้อน ซึ่งสามารถแก้ไขได้ด้วยการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุในระดับสูงเท่านั้น จากวิธีการที่มีอยู่ทั้งหมดสำหรับการวัดความเร็วของการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ในแง่ของความเป็นไปได้ของการประยุกต์ใช้สำหรับการทดสอบ วัสดุก่อสร้างสามารถแยกแยะได้ดังต่อไปนี้:

วิธีอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบอะคูสติก

วิธีการเรโซแนนซ์;

วิธีคลื่นเดินทาง

วิธีแรงกระตุ้น

ในการวัดความเร็วของอัลตราซาวนด์ในคอนกรีต วิธีพัลส์ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด มันขึ้นอยู่กับการส่งพัลส์อัลตราโซนิกสั้น ๆ ซ้ำ ๆ ที่มีอัตราการทำซ้ำ 30-60 เฮิรตซ์ในคอนกรีตและการวัดเวลาการแพร่กระจายของพัลส์เหล่านี้ในระยะทางหนึ่งเรียกว่าฐานที่ทำให้เกิดเสียงเช่น

ดังนั้นเพื่อกำหนดความเร็วของอัลตราซาวนด์ จำเป็นต้องวัดระยะทางที่ชีพจรเคลื่อนที่ (ฐานเสียง) และเวลาที่ใช้ในการอัลตราซาวนด์ในการแพร่กระจายจากสถานที่ที่ปล่อยไปยังแผนกต้อนรับ ฐานเสียงสามารถวัดด้วยอุปกรณ์ใดก็ได้ที่มีความแม่นยำ 0.1 มม. เวลาการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ในอุปกรณ์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่วัดโดยการเติมเกตอิเล็กทรอนิกส์ด้วยการนับพัลส์ความถี่สูง (สูงถึง 10 MHz) จุดเริ่มต้นซึ่งสอดคล้องกับช่วงเวลาที่ชีพจรถูกปล่อยออกมาและจุดสิ้นสุดสอดคล้องกับช่วงเวลาที่มาถึง ที่เครื่องรับ แผนภาพการทำงานแบบง่ายของอุปกรณ์ดังกล่าวแสดงในรูปที่ 2.2.49.

โครงการทำงานดังนี้ ออสซิลเลเตอร์หลัก 1 สร้างพัลส์ไฟฟ้าด้วยความถี่ 30 ถึง 50 Hz ขึ้นอยู่กับการออกแบบของอุปกรณ์ และเริ่มเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง 2 ซึ่งสร้างพัลส์ไฟฟ้าสั้นที่มีแอมพลิจูด 100 V พัลส์เหล่านี้เข้าสู่อีซีแอล ซึ่งเมื่อใช้เอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริก พวกมันจะถูกแปลงเป็นชุด (ตั้งแต่ 5 ถึง 15 ชิ้น) ของการสั่นสะเทือนทางกลที่มีความถี่ 60-100 kHz และนำเข้าผลิตภัณฑ์ควบคุมผ่านการหล่อลื่นอะคูสติก ในเวลาเดียวกัน ประตูอิเล็กทรอนิกส์จะเปิดขึ้น ซึ่งเต็มไปด้วยการนับพัลส์ และเครื่องสแกนเริ่มทำงาน การเคลื่อนที่ของลำอิเล็กตรอนไปตามหน้าจอของหลอดรังสีแคโทด (CRT) เริ่มต้นขึ้น

ข้าว. 2.2.49. แผนภาพการทำงานแบบง่ายของอุปกรณ์อัลตราโซนิก:

1 - เครื่องกำเนิดหลัก; 2 - เครื่องกำเนิดแรงกระตุ้นไฟฟ้าแรงสูง; 3 - อีซีแอลของพัลส์อัลตราโซนิก; 4 - รายการควบคุม; 5 - ผู้รับ; 6 - เครื่องขยายเสียง; 7 - เครื่องกำเนิดประตู; 8 - เครื่องกำเนิดการนับพัลส์; 9 - สแกนเนอร์; 10 - ตัวบ่งชี้; 11 - โปรเซสเซอร์; 12 - บล็อกอินพุตสัมประสิทธิ์; 13 - ตัวบ่งชี้ค่าดิจิตอล ที,วี,ร

คลื่นหัวของชุดการสั่นเชิงกลแบบอัลตราโซนิกซึ่งผ่านผลิตภัณฑ์ควบคุมที่มีความยาว L ในขณะที่ใช้เวลา t เข้าสู่เครื่องรับ 5 ซึ่งจะถูกแปลงเป็นชุดของแรงกระตุ้นไฟฟ้า

คลื่นพัลส์ที่เข้ามาจะถูกขยายในแอมพลิฟายเออร์ 6 และเข้าสู่เครื่องสแกนแนวตั้งเพื่อควบคุมด้วยภาพบนหน้าจอ CRT และพัลส์แรกของการระเบิดนี้จะปิดประตู หยุดการเข้าถึงการนับพัลส์ ดังนั้นประตูอิเล็กทรอนิกส์จึงเปิดขึ้นเพื่อนับพัลส์ตั้งแต่วินาทีที่การสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกถูกปล่อยออกมาจนถึงช่วงเวลาที่พวกเขามาถึงเครื่องรับเช่น เวลาที ถัดไป ตัวนับจะนับจำนวนพัลส์การนับที่เติมเกต และผลลัพธ์จะแสดงบนตัวบ่งชี้ที่ 13

อุปกรณ์ที่ทันสมัยบางอย่างเช่น "Pulsar-1.1" มีโปรเซสเซอร์และหน่วยอินพุตสัมประสิทธิ์โดยใช้สมการวิเคราะห์ของการพึ่งพา "ความเร็ว - ความแรง" และเวลา t ความเร็ว V และความแข็งแรงของคอนกรีต R จะแสดงบนจอแสดงผลดิจิตอล

เพื่อวัดความเร็วการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ในคอนกรีตและวัสดุก่อสร้างอื่น ๆ ในยุค 80 อุปกรณ์อัลตราโซนิก UKB-1M, UK-10P, UK-10PM, UK-10PMS, UK-12P, UF-90PTs, Beton-5 ถูกผลิตขึ้นเป็นจำนวนมาก ซึ่งตัวเองแนะนำเป็นอย่างดี

ในรูป 2.2.50 แสดงมุมมองทั่วไปของอุปกรณ์ UK-10PMS

ข้าว. 2.2.50. อุปกรณ์อัลตราโซนิก UK-10PMS

ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ในคอนกรีต

วัสดุทั้งหมดในธรรมชาติสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆ ค่อนข้างเหมือนกันและมีระดับที่แตกต่างกันหรือต่างกันมาก วัสดุที่ค่อนข้างเป็นเนื้อเดียวกันรวมถึงวัสดุ เช่น แก้ว น้ำกลั่น และวัสดุอื่นๆ ที่มีความหนาแน่นคงที่ภายใต้สภาวะปกติและไม่มีการรวมตัวของอากาศ สำหรับพวกเขาความเร็วของการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ภายใต้สภาวะปกตินั้นเกือบจะคงที่ ในวัสดุต่างชนิดกัน ซึ่งรวมถึงวัสดุก่อสร้างส่วนใหญ่ รวมทั้งคอนกรีต โครงสร้างภายใน ปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคขนาดเล็กและองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบขนาดใหญ่นั้นไม่คงที่ทั้งในด้านปริมาตรและในเวลา โครงสร้างประกอบด้วย micro- และ macropores รอยแตกซึ่งสามารถทำให้แห้งหรือเติมน้ำได้

การจัดเรียงร่วมกันของอนุภาคขนาดใหญ่และขนาดเล็กก็ไม่เสถียรเช่นกัน ทั้งหมดนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าความหนาแน่นและความเร็วของการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ในนั้นไม่คงที่และผันผวนในช่วงกว้าง ในตาราง. 2.2.2 แสดงค่าความหนาแน่น ρ และความเร็วการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ V สำหรับวัสดุบางชนิด

ต่อไป เราจะพิจารณาว่าการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของคอนกรีต เช่น ความแข็งแรง องค์ประกอบ และประเภทของมวลรวมหยาบ ปริมาณซีเมนต์ ความชื้น อุณหภูมิ และการเสริมแรงมีผลต่อความเร็วของการขยายพันธุ์ของอัลตราซาวนด์ในคอนกรีตอย่างไร ความรู้นี้จำเป็นสำหรับการประเมินวัตถุประสงค์ของความเป็นไปได้ในการทดสอบความแข็งแรงของคอนกรีตโดยวิธีอัลตราโซนิก เช่นเดียวกับการกำจัดข้อผิดพลาดจำนวนหนึ่งในการควบคุมที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในปัจจัยเหล่านี้

อิทธิพลของความแข็งแรงของคอนกรีต

การศึกษาทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อความแข็งแรงของคอนกรีตเพิ่มขึ้น ความเร็วของอัลตราซาวนด์จะเพิ่มขึ้น

สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าค่าของความเร็วและค่าความแข็งแกร่งนั้นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของพันธะในโครงสร้าง

ดังที่เห็นได้จากกราฟ (รูปที่ 2.2.51) การพึ่งพา "ความเร็ว - ความแรง" สำหรับคอนกรีตขององค์ประกอบต่าง ๆ นั้นไม่คงที่ซึ่งตามมาด้วยปัจจัยอื่น ๆ นอกเหนือจากความแข็งแกร่งก็มีอิทธิพลต่อการพึ่งพานี้เช่นกัน

ข้าว. 2.2.51. ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วอัลตราโซนิก V และกำลัง Rc สำหรับคอนกรีตที่มีองค์ประกอบต่างๆ

น่าเสียดายที่ปัจจัยบางอย่างส่งผลต่อความเร็วของอัลตราซาวนด์มากกว่าความแรง ซึ่งเป็นหนึ่งในข้อเสียร้ายแรงของวิธีการอัลตราซาวนด์

หากเราใช้คอนกรีตที่มีองค์ประกอบคงที่และเปลี่ยนความแข็งแรงโดยใช้ W / C ที่แตกต่างกันอิทธิพลของปัจจัยอื่น ๆ จะคงที่และความเร็วของอัลตราซาวนด์จะเปลี่ยนจากความแข็งแรงของคอนกรีตเท่านั้น ในกรณีนี้ การพึ่งพา "ความเร็ว-แรง" จะมีความชัดเจนมากขึ้น (รูปที่ 2.2.52)

ข้าว. 2.2.52. การพึ่งพา "ความเร็ว - ความแรง" สำหรับองค์ประกอบคงที่ของคอนกรีตที่ได้รับจากโรงงานผลิตคอนกรีตหมายเลข 1 ใน Samara

อิทธิพลของประเภทและยี่ห้อของปูนซีเมนต์

การเปรียบเทียบผลการทดสอบคอนกรีตกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดาและซีเมนต์อื่นๆ สรุปได้ว่าองค์ประกอบแร่วิทยามีผลเพียงเล็กน้อยต่อการพึ่งพา อิทธิพลหลักเกิดจากเนื้อหาของไตรแคลเซียมซิลิเกตและความวิจิตรของการบดซีเมนต์ ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อความสัมพันธ์ "ความแรงความเร็ว" คือการบริโภคปูนซีเมนต์ต่อคอนกรีต 1 ม. 3 กล่าวคือ ปริมาณของเขา ด้วยปริมาณปูนซีเมนต์ในคอนกรีตที่เพิ่มขึ้น ความเร็วของอัลตราซาวนด์จะเพิ่มขึ้นช้ากว่าความแข็งแรงเชิงกลของคอนกรีต

สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อผ่านคอนกรีต อัลตราซาวนด์จะแพร่กระจายทั้งในมวลรวมหยาบและในส่วนปูนที่เชื่อมต่อแกรนูลรวม และความเร็วในขอบเขตที่มากขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับความเร็วของการแพร่กระจายในกลุ่มมวลหยาบ อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงของคอนกรีตส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของส่วนประกอบปูน อิทธิพลของปริมาณปูนซีเมนต์ต่อความแข็งแรงของคอนกรีตและความเร็วของอัลตราซาวนด์แสดงในรูปที่ 2.2.53.

ข้าว. 2.2.53. ผลของปริมาณปูนซีเมนต์ต่อการพึ่งพาอาศัยกัน

"ความเร็ว-แรง"

1 - 400 กก. / ม. 3; 2 - 350 กก. / ม. 3; 3 - 300 กก. / ม. 3; 4 - 250 กก. / ม. 3; 5 - 200 กก./ลบ.ม

อิทธิพลของอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์

ด้วยการลดลงของ W / C ความหนาแน่นและความแข็งแรงของคอนกรีตเพิ่มขึ้นตามลำดับความเร็วของอัลตราซาวนด์จะเพิ่มขึ้น ด้วยการเพิ่มขึ้นของ W / C จะสังเกตเห็นความสัมพันธ์ผกผัน ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงใน W / C จึงไม่ทำให้เกิดความเบี่ยงเบนที่มีนัยสำคัญในการพึ่งพา "ความแรงของความเร็ว" ดังนั้นเมื่อสร้างเส้นโค้งการสอบเทียบเพื่อเปลี่ยนความแข็งแรงของคอนกรีต ขอแนะนำให้ใช้ W / C ที่แตกต่างกัน

ดูอิทธิพลและ ปริมาณมวลรวมหยาบ

ชนิดและปริมาณของสารตัวเติมหยาบมีผลกระทบอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงในการพึ่งพา ความเร็วของอัลตราซาวนด์โดยรวม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในควอตซ์ หินบะซอลต์ หินปูนแข็ง หินแกรนิต สูงกว่าความเร็วของการขยายพันธุ์ในคอนกรีตมาก

ชนิดและปริมาณของมวลรวมหยาบยังส่งผลต่อความแข็งแรงของคอนกรีตด้วย เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่ายิ่งมวลรวมแข็งแกร่งมากเท่าใด ความแข็งแรงของคอนกรีตก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น แต่บางครั้งคุณต้องจัดการกับปรากฏการณ์ดังกล่าวเมื่อใช้หินบดที่มีความทนทานน้อยกว่า แต่ด้วยพื้นผิวที่ขรุขระทำให้คุณได้คอนกรีตที่มีค่า Re สูงกว่าเมื่อใช้กรวดที่ทนทาน แต่มีพื้นผิวเรียบ

ด้วยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในการบริโภคหินบด ความแข็งแรงของคอนกรีตเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ในเวลาเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงในปริมาณของสารตัวเติมหยาบดังกล่าวมีอิทธิพลอย่างมากต่อความเร็วของอัลตราซาวนด์

เนื่องจากคอนกรีตอิ่มตัวด้วยหินบด ค่าของความเร็วอัลตราโซนิกจะเพิ่มขึ้น ชนิดและปริมาณของมวลรวมหยาบส่งผลต่อพันธะ "ความเร็ว - ความแรง" มากกว่าปัจจัยอื่นๆ (รูปที่ 2.2.54 - 2.2.56)

ข้าว. 2.2.54. อิทธิพลของการมีอยู่ของมวลรวมหยาบต่อการพึ่งพา "ความเร็ว - ความแรง":

1 - หินซีเมนต์; 2 - คอนกรีตที่มีขนาดรวมสูงสุด 30 mm

ข้าว. 2.2.55. การพึ่งพา "ความเร็วแรง" สำหรับคอนกรีตที่มีความละเอียดของมวลรวมต่างกัน: 1-1 มม. 2-3 มม. 3-7 มม. 4-30mm

ข้าว. 2.2.56. การพึ่งพา "ความเร็ว-แรง" สำหรับคอนกรีตที่มีสารตัวเติมจาก:

1-หินทราย; 2 หินปูน; 3-หินแกรนิต; หินบะซอลต์

จากกราฟจะเห็นได้ว่าการเพิ่มปริมาณของหินบดต่อปริมาตรของคอนกรีตหรือการเพิ่มความเร็วของอัลตราซาวนด์ในนั้นทำให้ความเร็วของอัลตราซาวนด์ในคอนกรีตเพิ่มขึ้นอย่างเข้มข้นมากกว่าความแข็งแรง

อิทธิพลของความชื้นและอุณหภูมิ

ปริมาณความชื้นของคอนกรีตมีผลไม่ชัดเจนต่อความแข็งแรงและความเร็วของอัลตราโซนิก ด้วยความชื้นที่เพิ่มขึ้นของคอนกรีตกำลังรับแรงอัดลดลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของพันธะระหว่างผลึก แต่ความเร็วของอัลตราซาวนด์เพิ่มขึ้นเนื่องจากรูพรุนของอากาศและ microcracks เต็มไปด้วยน้ำ เอในน้ำเร็วกว่าในอากาศ

อุณหภูมิของคอนกรีตในช่วง 5-40 ° C แทบไม่มีผลกระทบต่อความแข็งแรงและความเร็ว แต่การเพิ่มอุณหภูมิของคอนกรีตชุบแข็งเกินช่วงที่กำหนดจะทำให้ความแข็งแรงและความเร็วลดลงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของภายใน ไมโครแคร็ก

ที่อุณหภูมิติดลบ ความเร็วของอัลตราซาวนด์จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของน้ำที่ไม่ได้จับเป็นน้ำแข็ง ดังนั้นจึงไม่แนะนำให้กำหนดความแข็งแรงของคอนกรีตด้วยวิธีอัลตราโซนิกที่อุณหภูมิติดลบ

การขยายพันธุ์ของอัลตราซาวนด์ในคอนกรีต

คอนกรีตในโครงสร้างเป็นวัสดุที่ต่างกันซึ่งรวมถึงส่วนปูนและมวลรวมหยาบ ในทางกลับกัน ส่วนปูนเป็นหินซีเมนต์ชุบแข็งที่มีอนุภาคของทรายควอทซ์รวมอยู่ด้วย

อัตราส่วนระหว่างซีเมนต์ ทราย หินบด และน้ำ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของคอนกรีตและลักษณะความแข็งแรงของคอนกรีต นอกเหนือจากการรับรองความแข็งแรงแล้ว องค์ประกอบของคอนกรีตยังขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการผลิตผลิตภัณฑ์คอนกรีตเสริมเหล็กอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ด้วยเทคโนโลยีการผลิตเทปคาสเซ็ต จำเป็นต้องมีส่วนผสมของคอนกรีตที่เป็นพลาสติกมากขึ้น ซึ่งทำได้โดยการใช้ปูนซีเมนต์และน้ำที่เพิ่มขึ้น ในกรณีนี้ส่วนปูนของคอนกรีตจะเพิ่มขึ้น

ในกรณีของเทคโนโลยีแบบตั้งโต๊ะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการปอกในทันที จะใช้ของผสมแข็งที่มีการใช้ปูนซีเมนต์ลดลง

ปริมาตรสัมพัทธ์ของมวลรวมหยาบในกรณีนี้เพิ่มขึ้น ดังนั้น ด้วยคุณสมบัติด้านความแข็งแรงที่เหมือนกันของคอนกรีต องค์ประกอบของคอนกรีตจึงอาจแตกต่างกันได้ภายในขอบเขตที่กว้าง การก่อตัวของโครงสร้างของคอนกรีตได้รับอิทธิพลจากเทคโนโลยีการผลิตของผลิตภัณฑ์: คุณภาพของการผสมส่วนผสมคอนกรีต การขนส่ง การบดอัด การบำบัดด้วยความร้อนและความชื้นในระหว่างการชุบแข็ง จากนี้ไป คุณสมบัติของคอนกรีตชุบแข็งได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายอย่าง และอิทธิพลนั้นคลุมเครือและมีลักษณะสุ่ม สิ่งนี้อธิบายถึงความแตกต่างของคอนกรีตในระดับสูงทั้งในองค์ประกอบและคุณสมบัติของคอนกรีต ความหลากหลายและคุณสมบัติที่แตกต่างกันของคอนกรีตยังสะท้อนให้เห็นในลักษณะทางเสียงอีกด้วย

ในปัจจุบันแม้จะมีความพยายามหลายครั้ง แต่ก็ยังไม่ได้รับการพัฒนารูปแบบและทฤษฎีแบบครบวงจรของการขยายพันธุ์อัลตราซาวนด์ผ่านคอนกรีตซึ่งอธิบายโดย ) ประการแรก การมีอยู่ของปัจจัยต่าง ๆ ข้างต้นที่ส่งผลต่อความแข็งแรงและคุณสมบัติทางเสียงของคอนกรีตในรูปแบบต่างๆ สถานการณ์นี้รุนแรงขึ้นด้วยความจริงที่ว่ายังไม่พัฒนา ทฤษฎีทั่วไปการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกผ่านวัสดุด้วย ระดับสูงความแตกต่าง นี่เป็นเหตุผลเดียวว่าทำไมความเร็วของอัลตราซาวนด์ในคอนกรีตจึงถูกกำหนดให้เป็นวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยสูตร

โดยที่ L คือเส้นทางที่เดินทางโดยอัลตราซาวนด์ m (ฐาน);

t คือเวลาที่ใช้ในเส้นทางนี้ μs

ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับรูปแบบการขยายพันธุ์ของอัลตราซาวนด์แบบพัลซิ่งผ่านคอนกรีตเช่นเดียวกับวัสดุที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน แต่ก่อนอื่น เราจะจำกัดพื้นที่ซึ่งการให้เหตุผลของเราจะถูกต้องโดยพิจารณาถึงองค์ประกอบของส่วนผสมคอนกรีต ซึ่งพบได้บ่อยในโรงงานคอนกรีตเสริมเหล็กและสถานที่ก่อสร้าง ซึ่งประกอบด้วยซีเมนต์ ทรายแม่น้ำ หินหยาบ และน้ำ ในกรณีนี้ เราจะถือว่ากำลังของมวลรวมหยาบมากกว่ากำลังของคอนกรีต สิ่งนี้เป็นจริงเมื่อใช้หินปูน หินอ่อน หินแกรนิต โดโลไมต์ และหินอื่นๆ ที่มีความแข็งแรงประมาณ 40 MPa เป็นมวลรวมหยาบ ให้เราสมมติตามเงื่อนไขว่าคอนกรีตชุบแข็งประกอบด้วยสององค์ประกอบ: ส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันที่มีความหนาแน่น ρ และความเร็ว V และมวลรวมหยาบกับ ρ และ V .

จากสมมติฐานและข้อจำกัดข้างต้น คอนกรีตชุบแข็งถือได้ว่าเป็นสื่อที่เป็นของแข็งที่มีความต้านทานเสียง:

ให้เราพิจารณารูปแบบการแพร่กระจายของคลื่นอัลตราโซนิกหัวจากอีซีแอล 1 ไปยังเครื่องรับ 2 ผ่านคอนกรีตชุบแข็งที่มีความหนา L (รูปที่ 2.2.57)

ข้าว. 2.2.57. แผนการแพร่กระจายของคลื่นอัลตราโซนิกหัว

ในคอนกรีต:

1 - ตัวปล่อย; 2 - ผู้รับ; 3 - ชั้นสัมผัส; 4 - การแพร่กระจายคลื่นในเม็ด; 5 - การแพร่กระจายคลื่นในส่วนโซลูชัน

คลื่นอัลตราโซนิกหัวจากอีซีแอล 1 เข้าสู่ชั้นสัมผัส 3 ซึ่งอยู่ระหว่างพื้นผิวที่แผ่รังสีและคอนกรีต หากต้องการผ่านชั้นสัมผัสของคลื่นอัลตราโซนิกจะต้องเติมของเหลวหรือสารหล่อลื่นที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าซึ่งมักใช้เป็นวาสลีนทางเทคนิค หลังจากผ่านชั้นสัมผัส (ในเวลา เสื้อ 0) คลื่นอัลตราโซนิกจะสะท้อนบางส่วนไปในทิศทางตรงกันข้าม และส่วนที่เหลือจะเข้าสู่คอนกรีต ยิ่งชั้นสัมผัสบางลงเมื่อเปรียบเทียบกับความยาวคลื่น ส่วนเล็กของคลื่นก็จะสะท้อนออกมา

เมื่อเข้าสู่ความหนาของคอนกรีตแล้ว คลื่นหัวจะเริ่มแพร่กระจายในส่วนปูนของคอนกรีตบนพื้นที่ที่สอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวปล่อย หลังจากผ่านไประยะหนึ่งแล้ว Δ ล. 1, หลังจากเวลา Δ tคลื่นหัว 1 ตัวในบางพื้นที่จะพบกับเม็ดมวลรวมหยาบอย่างน้อยหนึ่งเม็ด ซึ่งสะท้อนบางส่วนจากพวกมัน และส่วนใหญ่จะเข้าสู่แกรนูลและเริ่มแพร่กระจายในพวกมัน ระหว่างแกรนูล คลื่นจะยังคงแพร่กระจายผ่านส่วนของสารละลาย

โดยคำนึงถึงเงื่อนไขที่ยอมรับได้ว่าความเร็วของอัลตราซาวนด์ในวัสดุตัวเติมหยาบมีค่ามากกว่าในส่วนปูน ระยะทาง d เท่ากับค่าเฉลี่ยของเส้นผ่านศูนย์กลางของหินบด คลื่นที่แพร่กระจายผ่านเม็ดด้วยความเร็ว V 2 จะเป็นคนแรกที่ผ่านและคลื่นที่ผ่านส่วนครกจะล่าช้า

หลังจากผ่านเม็ดมวลรวมหยาบก้อนแรก คลื่นจะเข้าใกล้ส่วนต่อประสานกับส่วนครก สะท้อนบางส่วน และเข้าสู่บางส่วน ในกรณีนี้ แกรนูลที่คลื่นผ่านหัวสามารถพิจารณาเพิ่มเติมเป็นแหล่งแผ่รังสีคลื่นอัลตราโซนิกทรงกลมเบื้องต้นเข้าไปในส่วนปูนของคอนกรีต ซึ่งหลักการของ Huygens สามารถนำมาใช้ได้

เมื่อผ่านสารละลายในระยะห่างขั้นต่ำระหว่างแกรนูลที่อยู่ใกล้เคียง คลื่นหัวจะเข้าสู่เม็ดเหล่านี้และเริ่มแพร่กระจายผ่านพวกมัน เปลี่ยนเป็นแหล่งกำเนิดพื้นฐานถัดไป ดังนั้นหลังจากเวลา t เมื่อผ่านความหนาทั้งหมดของคอนกรีต L และชั้นสัมผัสที่สอง 3 แล้วคลื่นของหัวจะเข้าสู่เครื่องรับ 2 ซึ่งจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า

จากโครงร่างที่พิจารณาแล้วว่าคลื่นหัวจากอีซีแอล 1 ถึงผู้รับ 2 แพร่กระจายไปตามเส้นทางที่ผ่านเม็ดมวลรวมหยาบและส่วนปูนที่เชื่อมต่อแกรนูลเหล่านี้และเส้นทางนี้ถูกกำหนดจากเงื่อนไขของเวลาขั้นต่ำที่ใช้ไป .

ดังนั้นเวลา t คือ

เวลาที่ใช้ในการผ่านของส่วนครกที่เชื่อมต่อแกรนูลอยู่ที่ไหน

เวลาที่ใช้ในการผ่านแกรนูล เส้นทาง L เดินทางด้วยอัลตราซาวนด์เท่ากับ

โดยที่: คือเส้นทางทั้งหมดที่คลื่นศีรษะเคลื่อนที่ผ่านส่วนครก

เส้นทางทั้งหมดเดินทางโดยคลื่นหัวผ่านแกรนูล

ระยะทางรวม L ที่คลื่นคันธนูจะเดินทางอาจมากกว่าระยะทางเรขาคณิตระหว่างตัวส่งและตัวรับ เนื่องจากคลื่นแพร่กระจายไปตามเส้นทางที่มีความเร็วสูงสุด ไม่ใช่ตามระยะทางเรขาคณิตต่ำสุด

เวลาที่ใช้โดยอัลตราซาวนด์เพื่อผ่านชั้นสัมผัสจะต้องหักออกจากเวลาที่วัดได้ทั้งหมด

คลื่นที่ตามคลื่นหัวยังแพร่กระจายไปตามเส้นทางที่มีความเร็วสูงสุดเช่นกัน แต่ในระหว่างการเคลื่อนที่ พวกมันจะพบกับคลื่นสะท้อนจากส่วนต่อประสานระหว่างเม็ดมวลรวมหยาบกับส่วนครก หากเส้นผ่านศูนย์กลางของแกรนูลเท่ากับความยาวคลื่นหรือครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น อาจเกิดเสียงสะท้อนภายในแกรนูล ผลกระทบของการรบกวนและการสะท้อนสามารถสังเกตได้ในการวิเคราะห์สเปกตรัมของคลื่นอัลตราโซนิกที่ส่งผ่านคอนกรีตที่มีขนาดมวลรวมต่างกัน

รูปแบบการแพร่กระจายของคลื่นหัวของอัลตราซาวนด์แบบพัลซิ่งที่พิจารณาข้างต้นนั้นใช้ได้เฉพาะกับคอนกรีตที่มีคุณสมบัติที่ระบุไว้ที่จุดเริ่มต้นของส่วนเช่น ความแข็งแรงทางกลและความเร็วของการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ในวัสดุที่ได้รับเม็ดมวลรวมหยาบเกินความแข็งแรงและความเร็วในส่วนปูนของคอนกรีต คุณสมบัติดังกล่าวถูกครอบครองโดยคอนกรีตส่วนใหญ่ที่ใช้ในโรงงานคอนกรีตเสริมเหล็กและสถานที่ก่อสร้าง ซึ่งใช้หินบดจากหินปูน หินอ่อน หินแกรนิต สำหรับคอนกรีตดินเหนียวขยายตัว คอนกรีตโฟม คอนกรีตที่มีตัวเติมปอย รูปแบบการขยายพันธุ์ด้วยอัลตราซาวนด์อาจแตกต่างกัน

ความถูกต้องของรูปแบบการพิจารณาได้รับการยืนยันโดยการทดลอง ดังนั้น จากรูป 2.2.54 จะเห็นได้ว่าเมื่อมีการเพิ่มหินบดจำนวนหนึ่งลงในส่วนซีเมนต์ความเร็วของอัลตราซาวนด์จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย (และบางครั้งลดลง) ในความแข็งแรงของคอนกรีต

ในรูป 2.2.56 เป็นที่สังเกตว่าด้วยการเพิ่มความเร็วของอัลตราซาวนด์ในวัสดุของมวลรวมหยาบ ความเร็วของคอนกรีตจะเพิ่มขึ้น

การเพิ่มขึ้นของความเร็วในคอนกรีตที่มีมวลรวมมากขึ้น (รูปที่ 2.2.55) ยังอธิบายได้ด้วยรูปแบบนี้เนื่องจากเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่มขึ้นเส้นทางของอัลตราซาวนด์ผ่านวัสดุรวมจะยาวขึ้น

โครงร่างที่เสนอของการขยายพันธุ์ด้วยอัลตราซาวนด์จะทำให้สามารถประเมินความสามารถของวิธีการอัลตราโซนิกสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องและการควบคุมความแข็งแรงของคอนกรีตได้อย่างเป็นกลาง

ส่วนของฟิสิกส์ของอัลตราซาวนด์นั้นค่อนข้างครอบคลุมในเอกสารสมัยใหม่จำนวนหนึ่งเกี่ยวกับ echography เราจะเน้นเฉพาะคุณสมบัติบางอย่างของอัลตราซาวนด์โดยไม่ทราบว่าไม่สามารถเข้าใจขั้นตอนการถ่ายภาพอัลตราซาวนด์ได้

ความเร็วของอัลตราซาวนด์และความต้านทานคลื่นจำเพาะของเนื้อเยื่อมนุษย์ (ตาม V.N. Demidov)

คลื่นอัลตราโซนิกเมื่อถึงขอบเขตของสื่อทั้งสองสามารถสะท้อนหรือไปต่อได้ ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนของอัลตราซาวนด์ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความต้านทานอัลตราโซนิกที่ส่วนต่อประสานระหว่างสื่อ: ยิ่งความแตกต่างนี้ยิ่งใหญ่ระดับการสะท้อนยิ่งแข็งแกร่ง ระดับการสะท้อนขึ้นอยู่กับมุมตกกระทบของลำแสงบนอินเทอร์เฟซของสื่อ: ยิ่งมุมเข้าใกล้เส้นตรงมากเท่าใด ระดับการสะท้อนกลับยิ่งแข็งแกร่งขึ้น

ดังนั้น เมื่อรู้อย่างนี้แล้ว จึงสามารถหาความถี่อัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดได้ ซึ่งให้ความละเอียดสูงสุดพร้อมกำลังเจาะที่เพียงพอ

หลักการพื้นฐานที่ใช้อุปกรณ์วินิจฉัยอัลตราโซนิก, - นี่คือ แพร่กระจายและ การสะท้อนของอัลตราซาวนด์.

หลักการทำงานของอุปกรณ์อัลตราซาวนด์เพื่อการวินิจฉัยคือ การสะท้อนของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกจากส่วนต่อประสานของเนื้อเยื่อที่มีค่าความต้านทานเสียงที่แน่นอน เป็นที่เชื่อกันว่าการสะท้อนของคลื่นอัลตราโซนิกที่ส่วนต่อประสานเกิดขึ้นเมื่อความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นของเสียงของสื่ออย่างน้อย 1% ขนาดของการสะท้อนของคลื่นเสียงขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความหนาแน่นของเสียงที่ส่วนต่อประสานระหว่างสื่อ และระดับการสะท้อนขึ้นอยู่กับมุมตกกระทบของลำแสงอัลตราโซนิก

ได้รับการสั่นสะเทือนล้ำเสียง

การผลิตการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกขึ้นอยู่กับผลเพียโซอิเล็กทริกโดยตรงและผกผัน สาระสำคัญอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อประจุไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของใบหน้าคริสตัล ประจุหลังจะเริ่มหดตัวและยืดออก ข้อดีของทรานสดิวเซอร์แบบเพียโซอิเล็กทริกคือความสามารถของแหล่งอัลตราซาวนด์เพื่อทำหน้าที่เป็นตัวรับพร้อมกัน

แผนภาพโครงสร้างของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

เซ็นเซอร์มี piezocrystal อยู่บนใบหน้าซึ่งอิเล็กโทรดได้รับการแก้ไข ด้านหลังคริสตัลเป็นชั้นของสารที่ดูดซับอัลตราซาวนด์ซึ่งแพร่กระจายไปในทิศทางตรงกันข้ามกับที่ต้องการ สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงคุณภาพของลำแสงอัลตราโซนิกที่เกิดขึ้น โดยทั่วไปแล้ว ลำแสงอัลตราโซนิกที่สร้างโดยทรานสดิวเซอร์จะมีกำลังสูงสุดอยู่ตรงกลาง และจะลดลงที่ขอบ อันเป็นผลมาจากความละเอียดของอัลตราซาวนด์จะแตกต่างกันในจุดศูนย์กลางและรอบนอก ที่ศูนย์กลางของลำแสง คุณจะได้รับการสะท้อนที่คงที่จากวัตถุที่มีความหนาแน่นมากหรือน้อย ในขณะที่วัตถุที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าสามารถสะท้อนที่บริเวณขอบของลำแสงได้

วัสดุเพียโซอิเล็กทริกที่ทันสมัยช่วยให้ทรานสดิวเซอร์ส่งและรับอัลตราซาวนด์ได้ในช่วงความถี่กว้าง สามารถควบคุมรูปร่างของสเปกตรัมของสัญญาณอะคูสติก สร้างและรักษารูปคลื่นแบบเกาส์เซียนที่ทนทานต่อการบิดเบือนของแถบความถี่และออฟเซ็ตของความถี่กลางได้มากกว่า

ในการออกแบบล่าสุดของอุปกรณ์อัลตราโซนิก ความละเอียดสูงและความคมชัดของภาพมีให้โดยใช้ระบบโฟกัสแบบไดนามิกและตัวกรองเสียงสะท้อนบรอดแบนด์สำหรับการโฟกัสลำแสงอัลตราโซนิกขาเข้าและขาออกโดยใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ ด้วยวิธีนี้ การทำโปรไฟล์และการเพิ่มประสิทธิภาพของลำแสงอัลตราซาวนด์ในอุดมคติและลักษณะความละเอียดด้านข้างของภาพโครงสร้างลึกที่ได้จากการสแกนเซกเตอร์ พารามิเตอร์โฟกัสถูกตั้งค่าตามความถี่และประเภทของเซ็นเซอร์ ตัวกรองเสียงสะท้อนบรอดแบนด์ให้ความละเอียดที่เหมาะสมที่สุดโดยการจับคู่ความถี่อย่างสมบูรณ์แบบเพื่อดูดซับเสียงสะท้อนของเนื้อเยื่ออ่อน การใช้เซ็นเซอร์หลายองค์ประกอบความหนาแน่นสูงช่วยขจัดเสียงสะท้อนที่ผิดพลาดเนื่องจากการเลี้ยวเบนด้านข้างและด้านหลัง

ทุกวันนี้ในโลกนี้มีการแข่งขันกันอย่างดุเดือดระหว่างบริษัทต่างๆ ในการสร้างระบบภาพคุณภาพสูงที่ตรงตามข้อกำหนดสูงสุด

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Acuson Corporation ได้กำหนดมาตรฐานเฉพาะสำหรับคุณภาพของภาพและความหลากหลายทางคลินิก และได้พัฒนาแพลตฟอร์ม 128 XP™ ซึ่งเป็นโมดูลพื้นฐานสำหรับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยให้แพทย์สามารถขยายขอบเขตของการวิจัยทางคลินิกตามความต้องการ

แพลตฟอร์มนี้ใช้ช่องสัญญาณอิสระ 128 ช่องสัญญาณอิสระที่สามารถใช้พร้อมกันสำหรับทั้งการส่งและรับ ให้ความละเอียดเชิงพื้นที่ที่ยอดเยี่ยม ความเปรียบต่างของเนื้อเยื่อ และความสม่ำเสมอของภาพทั่วทั้งขอบเขตการมองเห็น

เครื่องมือวินิจฉัยอัลตราซาวด์แบ่งออกเป็นสามคลาส: หนึ่งมิติ สองมิติ และสามมิติ

ในเครื่องสแกนหนึ่งมิติ ข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุจะถูกนำเสนอในมิติเดียวตามความลึกของวัตถุ และภาพจะถูกบันทึกเป็นยอดแนวตั้ง แอมพลิจูดและรูปร่างของยอดเขาใช้เพื่อตัดสินคุณสมบัติโครงสร้างของเนื้อเยื่อและความลึกของพื้นที่สะท้อนของสัญญาณสะท้อน อุปกรณ์ประเภทนี้ใช้ใน echo-encephalography เพื่อกำหนดการเคลื่อนที่ของโครงสร้างกึ่งกลางของสมองและการก่อตัวปริมาตร (ของเหลวและของแข็ง) ในจักษุวิทยา - เพื่อกำหนดขนาดของดวงตาการปรากฏตัวของเนื้องอกและสิ่งแปลกปลอมใน echopulsography - เพื่อศึกษาการเต้นของหลอดเลือดแดง carotid และ vertebral ที่คอและกิ่งก้านในกะโหลกศีรษะเป็นต้น เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ ใช้ความถี่ 0.88-1.76 MHz

สแกนเนอร์ 2 มิติ

สแกนเนอร์ 2 มิติแบ่งออกเป็นอุปกรณ์สแกนด้วยตนเองและอุปกรณ์สแกนตามเวลาจริง

ปัจจุบันสำหรับการศึกษาโครงสร้างพื้นผิวและอวัยวะภายใน มีการใช้เครื่องมือแบบเรียลไทม์เท่านั้น ซึ่งข้อมูลจะถูกสะท้อนบนหน้าจออย่างต่อเนื่อง ซึ่งทำให้สามารถตรวจสอบสถานะของอวัยวะแบบไดนามิกได้ โดยเฉพาะเมื่อศึกษาโครงสร้างที่เคลื่อนไหว ความถี่ในการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้อยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 10.0 MHz

ในทางปฏิบัติมักใช้เซ็นเซอร์ที่มีความถี่ 2.5 ถึง 8 MHz

สแกนเนอร์ 3 มิติ

สำหรับการใช้งานต้องมีเงื่อนไขบางประการ:

- การปรากฏตัวของการก่อตัวที่มีรูปร่างโค้งมนหรือมีรูปร่างที่ดี

- การปรากฏตัวของการก่อตัวโครงสร้างที่อยู่ในช่องว่างของเหลว (ทารกในครรภ์, ลูกตา, ก้อนหินในถุงน้ำดี, สิ่งแปลกปลอม, ติ่งเนื้อในกระเพาะอาหารหรือลำไส้ที่เต็มไปด้วยของเหลว, ภาคผนวกกับพื้นหลังของของเหลวอักเสบเช่นเดียวกับช่องท้องทั้งหมด อวัยวะกับพื้นหลังของน้ำในช่องท้อง );

- การก่อตัวของโครงสร้างที่อยู่ประจำ (ลูกตา, ต่อมลูกหมาก, ฯลฯ )

ดังนั้น เมื่อพิจารณาถึงข้อกำหนดเหล่านี้ เครื่องสแกนสามมิติจึงสามารถนำมาใช้ในการวิจัยทางสูติศาสตร์ได้สำเร็จ โดยมีพยาธิสภาพของช่องท้องเพื่อแยกความแตกต่างจากโครงสร้างอื่นๆ ได้แม่นยำยิ่งขึ้น ในระบบทางเดินปัสสาวะเพื่อตรวจต่อมลูกหมาก เพื่อแยกความแตกต่างของการเจาะทะลุของโครงสร้าง แคปซูลในด้านจักษุวิทยา โรคหัวใจ ประสาทวิทยา และหลอดเลือด

เนื่องจากความซับซ้อนในการใช้งาน ต้นทุนของอุปกรณ์สูง การมีอยู่ของเงื่อนไขและข้อจำกัดมากมาย จึงไม่ค่อยได้ใช้ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม การสแกน 3 มิติ — นี่คือภาพสะท้อนแห่งอนาคต.

Doppler echography

หลักการของการตรวจด้วยคลื่นเสียง Doppler คือความถี่ของสัญญาณอัลตราโซนิกเมื่อสะท้อนจากวัตถุเคลื่อนที่จะเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของความเร็วและขึ้นอยู่กับความถี่ของอัลตราซาวนด์และมุมระหว่างทิศทางการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์กับทิศทางของการไหล วิธีนี้ใช้ได้ผลดีในด้านโรคหัวใจ

วิธีการนี้ยังเป็นที่สนใจของอายุรศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับสถานะของหลอดเลือดของอวัยวะภายในโดยไม่ต้องนำสารคอนทราสต์เข้าสู่ร่างกาย

มักใช้ในการตรวจสอบผู้ป่วยที่สงสัยว่าเป็นโรคความดันโลหิตสูงในระยะเริ่มแรกในการพิจารณาความรุนแรงของความผิดปกติของการไหลเวียนของพอร์ทัลการกำหนดระดับและสาเหตุของการปิดล้อมในระบบหลอดเลือดดำพอร์ทัลและเพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงในเลือดพอร์ทัล ไหลในผู้ป่วยที่เป็นโรคตับแข็งในตับเมื่อให้ยา (beta-blockers, ACE inhibitors เป็นต้น)

อุปกรณ์ทั้งหมดมีเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกสองประเภท: ระบบเครื่องกลไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เซ็นเซอร์ทั้งสองประเภท แต่มักจะเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ มีการดัดแปลงเพื่อใช้งานใน พื้นที่ต่างๆยาในการตรวจเด็กและผู้ใหญ่

ที่ รุ่นคลาสสิคใช้การสแกนอิเล็กทรอนิกส์ 4 วิธีแบบเรียลไทม์ : เซกเตอร์ เชิงเส้น นูน และสี่เหลี่ยมคางหมูซึ่งแต่ละอย่างมีลักษณะเฉพาะที่สัมพันธ์กับขอบเขตการสังเกต ผู้วิจัยสามารถเลือกวิธีการสแกนได้ขึ้นอยู่กับงานก่อนหน้าเขาและสถานที่

ภาคสแกน

ข้อดี:

- มุมมองกว้างเมื่อตรวจสอบพื้นที่ลึก

พื้นที่ใช้งาน:

– การศึกษากะโหลกศีรษะของทารกแรกเกิดผ่านกระหม่อมขนาดใหญ่

– การศึกษาโรคหัวใจ

- การตรวจช่องท้องทั่วไปของอวัยวะอุ้งเชิงกราน (โดยเฉพาะในนรีเวชวิทยาและในการศึกษาต่อมลูกหมาก) อวัยวะของระบบ retroperitoneal

สแกนเส้น

ข้อดี:

- มุมมองขนาดใหญ่เมื่อตรวจสอบพื้นที่ตื้นของร่างกาย

- ความละเอียดสูงในการศึกษาส่วนลึกของร่างกายเนื่องจากการใช้เซ็นเซอร์หลายองค์ประกอบ

พื้นที่ใช้งาน:

— โครงสร้างพื้นผิว

— โรคหัวใจ;

- การตรวจอวัยวะอุ้งเชิงกรานและบริเวณรอบนอก

- ในสูติศาสตร์

การสแกนนูน

ข้อดี:

- พื้นที่เล็ก ๆ ที่สัมผัสกับพื้นผิวของร่างกายผู้ป่วย

- ขอบเขตการสังเกตขนาดใหญ่ในการศึกษาพื้นที่ลึก

พื้นที่ใช้งาน:

- การตรวจช่องท้องทั่วไป

การสแกนสี่เหลี่ยมคางหมู

ข้อดี:

- ขอบเขตการสังเกตขนาดใหญ่เมื่อตรวจสอบใกล้กับพื้นผิวของร่างกายและอวัยวะที่อยู่ลึก

— ระบุส่วนเอกซเรย์ได้ง่าย

พื้นที่ใช้งาน:

- การตรวจช่องท้องทั่วไป

- สูติศาสตร์และนรีเวชวิทยา

นอกเหนือจากวิธีการสแกนแบบคลาสสิกที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปแล้ว การออกแบบของอุปกรณ์ล่าสุดยังใช้เทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถเสริมคุณภาพได้

รูปแบบการสแกนเวกเตอร์

ข้อดี:

— ด้วยการเข้าถึงและการสแกนที่จำกัดจากช่องว่างระหว่างซี่โครง ทำให้มีคุณสมบัติด้านเสียงพร้อมรูรับแสงเซ็นเซอร์ต่ำสุด รูปแบบภาพเวกเตอร์ให้มุมมองที่กว้างขึ้นในพื้นที่ใกล้และไกล

ขอบเขตจะเหมือนกับการสแกนเซกเตอร์

การสแกนในโหมดการเลือกพื้นที่ซูม

นี่คือการสแกนพิเศษของพื้นที่ที่สนใจซึ่งเลือกโดยผู้ปฏิบัติงานเพื่อปรับปรุงเนื้อหาข้อมูลเสียงของภาพในโหมด Doppler แบบสองมิติและสี พื้นที่ที่สนใจที่เลือกจะแสดงโดยใช้เส้นเสียงและแรสเตอร์เต็มรูปแบบ การปรับปรุงคุณภาพของภาพจะแสดงด้วยเส้นและความหนาแน่นของพิกเซลที่เหมาะสม ความละเอียดสูงขึ้น อัตราเฟรมที่สูงขึ้น และภาพที่ใหญ่ขึ้น

ในส่วนปกติ ข้อมูลเสียงจะยังคงเหมือนเดิม ในขณะที่รูปแบบการเลือกโซนซูม RES ปกติ กำลังขยายภาพที่มีความละเอียดเพิ่มขึ้น และข้อมูลการวินิจฉัยที่มากขึ้น

การแสดงภาพแบบหลายเฮิรตซ์

วัสดุเพียโซอิเล็กทริกแบบบรอดแบนด์ให้เซ็นเซอร์ที่ทันสมัยพร้อมความสามารถในการทำงานในช่วงความถี่กว้าง ให้ความสามารถในการเลือกความถี่เฉพาะจากช่วงความถี่กว้างที่มีอยู่ในเซ็นเซอร์ในขณะที่ยังคงความสม่ำเสมอของภาพ เทคโนโลยีนี้ช่วยให้คุณเปลี่ยนความถี่ของเซ็นเซอร์ได้ด้วยการกดปุ่มเพียงปุ่มเดียว โดยไม่ต้องเสียเวลาเปลี่ยนเซ็นเซอร์ และนี่หมายความว่าเซ็นเซอร์หนึ่งตัวเทียบเท่ากับลักษณะเฉพาะสองหรือสามอย่าง ซึ่งเพิ่มมูลค่าและความเก่งกาจทางคลินิกของเซ็นเซอร์ (Acuson, Siemens)

ข้อมูลอัลตราโซนิกที่จำเป็นในคำแนะนำอุปกรณ์ล่าสุดสามารถแช่แข็งได้ในโหมดต่างๆ: โหมด B, โหมด 2B, 3D, โหมด B + B, โหมด 4B, โหมด M และลงทะเบียนโดยใช้เครื่องพิมพ์บนกระดาษพิเศษบนคอมพิวเตอร์ เทปคาสเซ็ทหรือเทปวิดีโอที่มีการประมวลผลข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์

ภาพอัลตราซาวนด์ของอวัยวะและระบบต่างๆ ของร่างกายมนุษย์ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เปิดโลกทัศน์และโอกาสใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม การตีความข้อมูลที่ได้รับที่ถูกต้องจะขึ้นอยู่กับระดับการฝึกอบรมทางคลินิกของผู้วิจัยเสมอ

ในเรื่องนี้ ฉันมักจะนึกถึงการสนทนากับตัวแทนของบริษัท Aloca ซึ่งมาหาเราเพื่อนำอุปกรณ์เรียลไทม์ Aloca SSD 202 D (1982) มาใช้งานจริง ด้วยความชื่นชมของฉันที่ญี่ปุ่นได้พัฒนาเทคโนโลยีอัลตราโซนิกโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย เขาตอบว่า: “คอมพิวเตอร์เป็นสิ่งที่ดี แต่ถ้าคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น (ชี้ไปที่ศีรษะ) ใช้งานไม่ได้ แสดงว่าคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นไร้ค่า”

1. ความเร็วของการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันในท่อ ความเร็วอัลตราโซนิกที่ ค่านิยมที่แตกต่างกันอุณหภูมิของน้ำและความดันบรรยากาศแสดงไว้ในตาราง ง.1

ตาราง E.1

Aleksandrov A.A. , Trakhtengerts M.S. คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์น้ำที่ความดันบรรยากาศ M. สำนักพิมพ์มาตรฐาน 2520, 100s. ( บริการสาธารณะข้อมูลอ้างอิงมาตรฐาน เซอร์ เอกสาร)

2. เมื่อใช้เครื่องวัดการไหลเพื่อวัดการไหลและปริมาตรของน้ำในระบบน้ำและระบบจ่ายความร้อน ความเร็วของอัลตราซาวนด์จะกำหนดจากข้อมูลในตาราง จ.2 โดยวิธีการประมาณค่าเชิงเส้นในอุณหภูมิและความดันตามสูตร:

โดยที่ c(t,P) คือความเร็วของอัลตราซาวนด์ในของเหลวที่ไหลผ่านท่อ m/s

c(t1) คือค่าตารางของความเร็วของอัลตราซาวนด์ที่อุณหภูมิต่ำกว่าค่าที่วัดได้ m/s

c(t2) คือค่าตารางของความเร็วของอัลตราซาวนด์ที่อุณหภูมิสูงกว่าค่าที่วัดได้ m/s

c(P1) คือค่าตารางของความเร็วของอัลตราซาวนด์ที่ความดันน้อยกว่าค่าที่วัดได้ m/s

c(P2) - ตารางค่าความเร็วของอัลตราซาวนด์ที่ความดันมากกว่าค่าที่วัดได้ m / s

t คืออุณหภูมิของน้ำในท่อ, ºС;

P คือแรงดันน้ำในท่อ MPa;

t1, t2 - ค่าอุณหภูมิแบบตาราง, ºС;

P1, P2 - ค่าความดันแบบตาราง, MPa;

บันทึก.

1. ค่า c(t1) และ c(t2) ถูกกำหนดจากข้อมูลในตาราง ง.1. ค่า c(P1) และ c(P2) ถูกกำหนดจากข้อมูลในตาราง ง2 ที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิของน้ำในท่อ

2. การวัดอุณหภูมิและความดันของน้ำในท่อควรดำเนินการโดยมีข้อผิดพลาดไม่เกิน±0.5 ºСและ± 0.5 MPa ตามลำดับ

ตารางที่จ.2

ความต่อเนื่องของตาราง ง.2

Aleksandrov A.A. , Larkin D.K. การทดลองกำหนดความเร็วของอัลตราซาวนด์ในช่วงอุณหภูมิและความดันที่หลากหลาย วารสาร "พลังงานความร้อน", №2, 1976, p.75

3. ในกรณีที่ไม่มีตารางการพึ่งพาความเร็วของอัลตราซาวนด์กับอุณหภูมิของของเหลวสามารถกำหนดความเร็วของอัลตราซาวนด์ได้โดยใช้อุปกรณ์ที่แสดงในรูปที่ E.1 ทันทีก่อนที่จะวัดความเร็วอัลตราโซนิก ร่างกายของอุปกรณ์ (โครงเหล็ก) จะถูกแช่ในของเหลวทดสอบ และมาตรวัดความหนาจะถูกปรับเพื่อวัดความเร็วอัลตราโซนิก จากนั้นเครื่องวัดความหนาอัลตราโซนิกจะวัดความเร็วของอัลตราซาวนด์โดยตรง

ในการวัดความเร็วของอัลตราซาวนด์ในของเหลว คุณสามารถใช้อุปกรณ์ IM US-12 (SCHO 2.048.045 TO) หรือเกจวัดความหนาประเภทอื่นๆ ได้เช่นกัน

มะเดื่อ E.1. อุปกรณ์วัดความเร็วของอัลตราซาวนด์ในของเหลว