G'isht
Turli ommaviy axborot vositalarida ultratovushning tarqalish tezligi. Inson to'qimalari va organlarining ultratovushli tasvirining fizik tamoyillari

Turli ommaviy axborot vositalarida ultratovushning tarqalish tezligi. Inson to'qimalari va organlarining ultratovushli tasvirining fizik tamoyillari

Ultratovush tebranish chastotalari 20 kHz dan yuqori bo'lgan uzunlamasına mexanik to'lqinlarga berilgan nom. Ovoz to'lqinlari singari, ultratovush to'lqini ham muhitning kondensatsiyalari va kamdan-kam uchraydigan almashinishidir. Har bir muhitda ham tovush, ham ultratovushning tarqalish tezligi bir xil. Buni hisobga olgan holda, havodagi ultratovush to'lqinlarining uzunligi 17 mM dan kam (V = l * n; Vair = 330 m / s).

Ultratovush manbalari maxsus elektromexanik emitentlardir. Emitentlarning bir turi o'zgaruvchan magnit maydonda ba'zi jismlarning o'lchamlari (masalan, nikel novda) o'zgarganda, magnitostriktsiya fenomeni asosida ishlaydi. Bunday emitentlar 20 dan 80 kHz gacha bo'lgan chastotali tebranishlarni olish imkonini beradi. Belgilangan chastotalar bilan o'zgaruvchan tok manbasidan nikel novdaga kuchlanish qo'llaniladi, novda bo'ylama o'lchami o'zgaruvchan tokning chastotasi bilan o'zgaradi va namunaning yon yuzlaridan ultratovush to'lqini chiqariladi (4-rasm). ).

Ikkinchi turdagi emitentlar o'zgaruvchan elektr maydonida ba'zi jismlarning o'lchamlari - ferroelektrik materiallar o'zgarganda, piezoelektrik effekt asosida ishlaydi. Ushbu turdagi emitentlar uchun yuqori chastotali tebranishlarni olish mumkin - 500 MGts gacha. O'zgaruvchan tok manbasidan ferroelektrik (kvarts, turmalin) dan yasalgan novda yon tomonlariga kuchlanish ham qo'llaniladi, novda bo'ylama o'lchami o'zgaruvchan tokning chastotasi bilan o'zgaradi va yon tomondan ultratovush to'lqini chiqariladi. namunaning yuzlari (5-rasm). Birinchi va ikkinchi holatda ultratovush novda yon yuzlarining tebranishlari tufayli chiqariladi, ikkinchi holda, bu yuzlar namunaga oqim berish uchun metalllashtiriladi.

Ultratovush qabul qiluvchilar magnitostriktsiya va piezoelektrik effektning teskari hodisalari printsipi asosida ishlaydi: ultratovush to'lqini jismlarning chiziqli o'lchamlarida tebranishlarni keltirib chiqaradi, jismlar ultratovush to'lqini maydonida bo'lganda, o'lchamdagi o'zgarishlar tashqi ko'rinishning paydo bo'lishi bilan birga keladi. materialdagi o'zgaruvchan magnit yoki o'zgaruvchan elektr maydonlari. Tegishli sensorda paydo bo'lgan bu maydonlar qandaydir indikator, masalan, osiloskop tomonidan qayd etiladi. Ultratovush qanchalik kuchli bo'lsa, amplituda shunchalik katta bo'ladi mexanik tebranishlar namuna - sensor va natijada o'zgaruvchan magnit yoki elektr maydonlarining amplitudasi qanchalik katta bo'lsa.

Ultratovushning xususiyatlari.

Yuqorida aytib o'tilganidek, har bir muhitda ham tovush, ham ultratovushning tarqalish tezligi bir xil. Ultratovushning eng muhim xususiyati ultratovush nurining torligi bo'lib, u har qanday ob'ektga ta'sir qilish imkonini beradi. mahalliy. Kichkina bir jinsli bo'lmagan bir hil bo'lmagan muhitda, qo'shimchalarning o'lchamlari taxminan teng bo'lsa, lekin to'lqin uzunligidan (L ≈ l) kattaroq bo'lsa, diffraktsiya hodisasi sodir bo'ladi. Qo'shimchalarning o'lchami to'lqin uzunligidan (L >> l) ancha katta bo'lsa, ultratovushning tarqalishi to'g'ridan-to'g'ri sodir bo'ladi. Bunday holda, bunday qo'shimchalardan ultratovushli soyalarni olish mumkin, bu uchun ishlatiladi har xil turlari diagnostika - texnik va tibbiy. Ultratovushni qo'llashda muhim nazariy nuqta - ultratovushning bir muhitdan ikkinchisiga o'tishi. To'lqinlarning chastota kabi xarakteristikasi o'zgarmaydi. Aksincha, tezlik va to'lqin uzunligi o'zgarishi mumkin. Shunday qilib, suvda akustik to'lqinlarning tezligi 1400 m/s, havoda esa 330 m/s. Ultratovushning boshqa muhitga kirib borishi penetratsion koeffitsient (b) bilan tavsiflanadi. U ikkinchi muhitga kiradigan to'lqinning intensivligining tushayotgan to'lqinning intensivligiga nisbati sifatida aniqlanadi: b = I 2 / I 1– Shakl 6. Bu koeffitsient ikki muhitning akustik impedanslarining nisbatiga bog'liq. Akustik impedans - bu muhitning zichligi va ma'lum bir muhitda to'lqin tarqalish tezligining mahsuloti: Z 1 = r 1 * V 1, Z 2 = r 2 * V 2. Penetratsion koeffitsient eng katta - birlikka yaqin, agar ikkita vositaning akustik impedanslari taxminan teng bo'lsa: r 1 * V 1,≈ r 2 * V 2. Agar ikkinchi muhitning impedansi birinchisidan ancha katta bo'lsa, penetratsion koeffitsient ahamiyatsiz. Umuman olganda, b koeffitsienti quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

Ultratovushning havodan odam terisiga o'tishi uchun b = 0,08%, glitserindan teriga o'tish uchun b = 99,7%.

Turli muhitlarda ultratovushning yutilishi.

Bir hil muhitda ultratovush radiatsiyaning har qanday turi kabi - qonunga muvofiq so'riladi eksponensial funktsiya:

L' qiymati - yarim yutilish qatlami deb ataladi - to'lqin intensivligi ikki baravar kamaygan masofa. Yarim assimilyatsiya qatlami ultratovush chastotasiga va to'qimalarning o'zi - ob'ektga bog'liq. Ortib borayotgan chastota bilan L 1/2 qiymati kamayadi. Tananing turli to'qimalari uchun ultratovushni yutish darajasining quyidagi qiymatlari paydo bo'ladi:

Modda	Suv	Qon	Kıkırdak	Suyak
L'	300 sm	2 - 8 sm	0,24 sm	0,05 sm

Ultratovushning tana to'qimalariga ta'siri.

Ultratovush ta'sirining uch turi mavjud:

Mexanik,

Issiqlik,

Kimyoviy.

Bir yoki boshqa turdagi ta'sir darajasi intensivlik bilan belgilanadi. Shu munosabat bilan tibbiyotda farq bor ultratovush intensivligining uch darajasi:

1-daraja - 1,5 Vt / sm 2 gacha,

2-daraja - 1,5 dan 3 Vt / sm 2 gacha,

3-daraja - 3 dan 10 Vt / sm2 gacha.

To'qimalarga ultratovush ta'sirining barcha uch turi kavitatsiya fenomeni bilan bog'liq - bu muhit kam uchraydigan joylarda mikroskopik bo'shliqlarning qisqa muddatli (o'rta zarrachalarning tebranishlarining yarim davri) paydo bo'lishi. Bu bo'shliqlar suyuq bug 'bilan to'ldiriladi va fazada yuqori qon bosimi(muhit zarrachalarining tebranish davrining ikkinchi yarmi), hosil bo'lgan bo'shliqlarning qulashi sodir bo'ladi. Yuqori to'lqin intensivligida, ulardagi suyuqlik bug'lari bilan bo'shliqlarning qulashi halokatli mexanik ta'sirga olib kelishi mumkin. Tabiiyki, mikrokavitlarning qulashi termal effekt bilan birga keladi. Ultratovushning kimyoviy ta'siri, shuningdek, mikrobo'shliqlarning qulashi jarayoni bilan bog'liq, chunki bu holda muhitning zarralari translatsiya harakatining yuqori tezligiga etadi, bu esa ionlanish va yorilish fenomenini keltirib chiqarishi mumkin. kimyoviy bog'lanishlar, radikallarning shakllanishi. Olingan radikallar oqsillar, lmpidlar, nuklein kislotalar va kimyoviy tabiatning kiruvchi ta'sirini keltirib chiqaradi.

6. Katta tomirlar, o'rta va kichik tomirlar, kapillyarlar orqali qon oqimining xususiyatlari;
tomir torayganda qon oqimi, tovush effektlari.

Turli tomirlarda qon oqimining tezligi boshqacha. Ushbu tezlikning taxminiy qiymatlari jadvalda keltirilgan. 2.1.

2.1-jadval. Turli tomirlardagi qon tezligi va bosimi

Bir qarashda, berilgan qiymatlar uzluksizlik tenglamasiga zid bo'lib tuyuladi - ingichka kapillyarlarda qon oqimi tezligi arteriyalarga qaraganda kamroq. Biroq, bu nomuvofiqlik aniq. Gap shundaki, jadvalda. 2.1-rasmda bitta tomirning diametri ko'rsatilgan, ammo tomirlar shoxlanganda, ularning har birining maydoni kamayadi va umumiy dallanish maydoni ortadi. Shunday qilib, barcha kapillyarlarning umumiy maydoni (taxminan 2000 sm 2) aorta maydonidan yuzlab marta kattaroqdir - bu kapillyarlarda qon tezligining bunday pastligini (aortaga qaraganda 500-600 baravar kam) tushuntiradi. ).

Keyinchalik, kapillyarlar venulalarga, tomirlarga, vena kavagacha birlashganda, tomirlarning umumiy lümeni yana kamayadi va qon oqimining tezligi yana oshadi. Biroq, bir qator sabablarga ko'ra, kavak vena yurakka kirganida qon oqimining tezligi boshlang'ich qiymatga emas, balki uning taxminan ½ qismiga oshadi (2.7-rasm).

Aorta arteriyalari arteriolalar kapillyarlar venulalar vena kava

Guruch. 2.7. Turli bo'limlarda qon oqimi tezligining taqsimlanishi

yurak-qon tomir tizimi

Kapillyarlar va tomirlarda qon oqimi doimiy, yurak-qon tomir tizimining boshqa qismlarida mavjud. puls to'lqinlari.

Sistol paytida yurakning chap qorinchasidan qonning chiqishi natijasida paydo bo'ladigan aorta va arteriyalar orqali tarqaladigan yuqori bosim to'lqini puls to'lqini deb ataladi.

Yurak mushagi qisqarganda (sistola) qon yurakdan aortaga va undan chiqadigan arteriyalarga chiqariladi. Agar bu tomirlarning devorlari qattiq bo'lsa, yurakdan chiqishda qonda paydo bo'ladigan bosim tovush tezligida periferiyaga uzatiladi. Biroq, qon tomirlari devorlarining elastikligi sistol paytida yurak tomonidan tashqariga chiqarilgan qon aorta, arteriya va arteriolalarni cho'zishiga olib keladi. Katta tomirlar sistol paytida periferiyaga oqayotganidan ko'ra ko'proq qon oladi. Odamning normal sistolik bosimi (S) taxminan 16 kPa ni tashkil qiladi. Yurakning bo'shashishi (diastola) paytida cho'zilgan qon tomirlari yiqilib, yurak tomonidan qon orqali ularga berilgan potentsial energiya, taxminan 11 kPa diastolik bosimni (PP) ushlab turganda, qon oqimining kinetik energiyasiga aylanadi.

R, Pa R, Pa

1 - aortada 2 - arteriolalarda

Guruch. 2.8. Puls to'lqinlarining o'tishi paytida qon tomirlarida bosimning o'zgarishi

Puls to'lqinining amplitudasi P 0 (x) (impuls bosimi) tomirning ma'lum bir nuqtasida (x) maksimal va minimal bosim qiymatlari o'rtasidagi farqdir. Aortaning boshida to'lqinning amplitudasi P 0, maks sistolik (P C) va diastolik (PD) bosim o'rtasidagi farqga teng: P 0, max = P C - P D. To'lqin amplitudasining susayishi. tomirlar bo'ylab tarqalayotgan puls to'lqini quyidagi bog'liqlik bilan ifodalanishi mumkin:

bu erda b - susaytirish koeffitsienti, tomir radiusi kamayishi bilan ortadi.

Eksperimental tarzda o'lchangan impuls to'lqinining tarqalish tezligi » 6 - 8 m / s ni tashkil qiladi, bu qon zarralari tezligidan 20 - 30 marta kattaroqdir = 0,3 - 0,5 m / s. Qonni qorinchalardan chiqarib yuborishda (sistola vaqti) t s = 0,3 s, puls to'lqini masofaga tarqalishiga muvaffaq bo'ladi.

L p = ·t » 2m,

ya'ni barcha yirik tomirlarni - aorta va arteriyalarni qoplash uchun. Bu puls to'lqinining old qismi aortadagi bosim pasayishni boshlashdan oldin ekstremitalarga etib borishini anglatadi.

Puls to'lqinining tezligini eksperimental aniqlash qon tomirlarining holatini tashxislash uchun asosdir. Yoshi bilan qon tomirlarining elastikligi 2-3 barobar ortadi va shuning uchun puls to'lqinining tezligi ham oshadi.

Tajribalardan va yurak ishi haqidagi umumiy g'oyalardan ko'rinib turibdiki, puls to'lqini sinusoidal emas.

(garmonik) (2.9-rasm).

1 - arteriya 2 o'tgandan keyin - arteriya orqali o'tadi

puls to'lqini puls to'lqini old

3 - arteriyadagi puls to'lqini 4 - yuqori bosimning pasayishi

Guruch. 2.9. Puls to'lqinining o'tishi paytida arteriya profili.

Katta tomirlardagi puls to'lqinining tezligi ularning parametrlariga quyidagicha bog'liq (Moens-Korteweg formulasi):

, bu erda E - elastik modul (Yang moduli); r - idish moddasining zichligi; h - tomir devorining qalinligi; d - idishning diametri.

Ushbu formulani yupqa tayoqchada tovush tarqalish tezligi ifodasi bilan solishtirish qiziq:

, E - Young moduli; r - novda moddasining zichligi

Odamlarda qon tomirlarining elastiklik moduli yoshga qarab ortadi, shuning uchun puls to'lqinining tezligi ham oshadi.

Puls to'lqini bilan bir qatorda tovush to'lqinlari ham "tomir-qon" tizimida tarqalishi mumkin, ularning tezligi qon zarralarining harakat tezligi va zarba to'lqinining tezligi bilan solishtirganda juda yuqori. Shunday qilib, tomir-qon tizimida uchta asosiy harakat jarayonini ajratish mumkin:

1) qon zarralarining harakati (= 0,5 m/s);

2) impuls to'lqinining tarqalishi (~ 10 m / s);

3) tovush to'lqinlarining tarqalishi (~ 1500 m/s).

Arteriyalarda qon oqimi odatda laminar bo'lib, klapanlar yaqinida engil turbulentlik paydo bo'ladi. Patologiyada viskozite me'yordan kam bo'lsa, Reynolds soni kritik qiymatdan oshib ketishi mumkin va harakat turbulent bo'ladi. Turbulent oqim suyuqlik harakati paytida qo'shimcha energiya iste'moli bilan bog'liq bo'lib, qon holatida yurakning qo'shimcha ishiga olib keladi.

Turbulent qon oqimi natijasida hosil bo'lgan shovqin kasalliklarni tashxislash uchun ishlatilishi mumkin. Korotkoff tovush usuli yordamida qon bosimini o'lchashda bu shovqin brakiyal arteriyada eshitiladi.

Burun bo'shlig'idagi havo oqimi odatda laminardir. Biroq, yallig'lanish yoki me'yordan boshqa har qanday og'ishlar bilan u turbulent bo'lib qolishi mumkin, bu nafas olish mushaklarining qo'shimcha ishiga olib keladi.

Laminar oqim shaklidan turbulentga o'tish nafaqat quvurda (kanalda) oqim paytida sodir bo'ladi, bu yopishqoq suyuqlikning deyarli barcha oqimlariga xosdir. Xususan, kema yoki suv osti kemasi profili, baliq tanasi yoki samolyot yoki qushning qanoti atrofidagi suyuqlik oqimi ham laminar-turbulent o'tish bilan tavsiflanadi; bu holda, oqimning xarakterli hajmi. tanasi va konstantasi tananing shakliga qarab formulaga almashtirilishi kerak.

Tegishli ma'lumotlar.

Betonda ultratovushning tarqalish tezligi uning tuzilishi va mustahkamligiga qarab 2800 dan 4800 m / s gacha (2.2.2-jadval).

2.2.2-jadval

Material	r, g/sm3	v p p, m/s

Chelik	7.8
Duralumin	2.7
Mis	8.9
Pleksiglas	1.18
Shisha	3.2
Havo	1,29x10 -3
Suv	1.00
Transf moyi	0.895
Parafin	0.9
Kauchuk	0.9
Granit	2.7
Marmar	2.6
Beton (30 kundan ortiq)	2.3-2.45	2800-4800
G'isht:
silikat	1.6-2.5	1480-3000
loy	1.2-2.4	1320-2800
Yechim:
sement	1.8-2.2	1930-3000
Laym	1.5-2.1	1870-2300

Nisbatan kichik maydonlarda (o'rtacha 0,1-1 m) bunday tezlikni o'lchash nisbatan murakkab texnik muammo bo'lib, uni faqat radioelektronikaning yuqori darajadagi rivojlanishi bilan hal qilish mumkin. Ultratovushning tarqalish tezligini o'lchashning barcha mavjud usullaridan, ularni sinov uchun qo'llash imkoniyati nuqtai nazaridan. qurilish materiallari, quyidagilarni ajratib ko'rsatish mumkin:

Akustik interferometr usuli;

Rezonans usuli;

Sayohat to'lqini usuli;

Puls usuli.

Betondagi ultratovush tezligini o'lchash uchun impuls usuli eng ko'p qo'llaniladi. U qisqa ultratovush impulslarini 30-60 Gts takrorlash tezligi bilan betonga qayta-qayta yuborish va bu impulslarning tarqalish vaqtini ma'lum masofada o'lchashga asoslangan, bu esa tovush bazasi deb ataladi, ya'ni.

Shuning uchun ultratovush tezligini aniqlash uchun puls (tovush asosi) bosib o'tgan masofani va ultratovushning tarqalish nuqtasidan qabul qilishgacha bo'lgan vaqtini o'lchash kerak. Tovush bazasini 0,1 mm aniqlikdagi har qanday qurilma bilan o'lchash mumkin. Ko'pgina zamonaviy qurilmalarda ultratovushning tarqalish vaqti elektron eshiklarni yuqori chastotali (10 MGts gacha) hisoblash impulslari bilan to'ldirish bilan o'lchanadi, ularning boshlanishi pulsning chiqish momentiga va oxiri uning paydo bo'lish momentiga to'g'ri keladi. qabul qiluvchiga kelish. Bunday qurilmaning soddalashtirilgan funktsional diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 2.2.49.

Sxema quyidagicha ishlaydi. Asosiy osilator 1, qurilma konstruktsiyasiga qarab, chastotasi 30 dan 50 Gts gacha bo'lgan elektr impulslarini hosil qiladi va amplitudasi 100 V bo'lgan qisqa elektr impulslarini hosil qiluvchi yuqori voltli generator 2 ni ishga tushiradi. Bu impulslar emitentga kiradi. , bunda piezoelektrik effekt yordamida ular 60-100 kHz chastotali mexanik tebranishlar to'plamiga (5 dan 15 donagacha) aylantiriladi va akustik moylash vositasi orqali boshqariladigan mahsulotga kiritiladi. Shu bilan birga, elektron eshiklar ochiladi, ular hisoblash impulslari bilan to'ldiriladi va skanerlash bloki ishga tushiriladi va elektron nur katod nurlari trubkasi (CRT) ekrani bo'ylab harakatlana boshlaydi.

Guruch. 2.2.49. Ultrasonik qurilmaning soddalashtirilgan funktsional diagrammasi:

1 - asosiy osilator; 2 - yuqori kuchlanishli elektr impulslarining generatori; 3 - ultratovushli impuls emitteri; 4 - boshqariladigan mahsulot; 5 - qabul qiluvchi; 6 - kuchaytirgich; 7 - darvoza shakllanishi generatori; 8 - pulslarni hisoblash generatori; 9 - skaner; 10 - ko'rsatkich; 11 - protsessor; 12 - koeffitsientni kiritish bloki; 13 - raqamli qiymat ko'rsatkichi t, V, R

Ultrasonik mexanik tebranishlar to'plamining bosh to'lqini L uzunlikdagi boshqariladigan mahsulotdan o'tib, t vaqtini sarflab, qabul qilgichga 5 kiradi, unda u elektr impulslari to'plamiga aylanadi.

Kelayotgan impulslar paketi kuchaytirgich 6da kuchaytiriladi va CRT ekranida vizual kuzatish uchun vertikal skanerlash blokiga kiradi va bu paketning birinchi pulsi eshikni yopadi, impulslarni sanashga kirishni to'xtatadi. Shunday qilib, elektron eshiklar ultratovushli tebranishlar chiqarilgan paytdan boshlab ular qabul qilgichga kelgunga qadar impulslarni hisoblash uchun ochiq edi, ya'ni. vaqt t. Keyinchalik, hisoblagich eshikni to'ldirgan hisoblash impulslari sonini hisoblaydi va natija 13 indikatorda ko'rsatiladi.

Ba'zilarida zamonaviy qurilmalar, masalan, "Pulsar-1.1" protsessor va koeffitsientni kiritish birligi mavjud bo'lib, ular yordamida "tezlik-kuch" munosabatlarining analitik tenglamasi echiladi va raqamli displeyda vaqt t, tezlik V va beton ko'rsatiladi. kuch R.

Beton va boshqa qurilish materiallarida ultratovushning tarqalish tezligini o'lchash uchun UKB-1M, UK-10P, UK-10PM, UK-10PMS, UK-12P, UV-90PTs, Beton-5 ultratovush qurilmalari ommaviy ishlab chiqarilgan. 80-yillar, bu yaxshi tavsiya etiladi.

Shaklda. 2.2.50 UK-10PMS qurilmasining umumiy ko'rinishini ko'rsatadi.

Guruch. 2.2.50. Ultrasonik qurilma UK-10PMS

Betonda ultratovushning tarqalish tezligiga ta'sir qiluvchi omillar

Tabiatdagi barcha materiallarni ikkita katta guruhga bo'lish mumkin "nisbatan bir hil va katta darajadagi heterojenlik yoki heterojenlik. Nisbatan bir hil materiallarga shisha, distillangan suv va odatdagi sharoitda doimiy zichlikka ega bo'lgan va havo qo'shilishi yo'qligi kabi materiallar kiradi. Ular uchun normal sharoitda ultratovushning tarqalish tezligi deyarli o'zgarmasdir. Ko'pgina qurilish materiallarini, shu jumladan betonni o'z ichiga olgan heterojen materiallarda ichki tuzilishi, mikrozarralar va yirik tarkibiy elementlarning o'zaro ta'siri ham hajm, ham vaqt bo'yicha doimiy emas. Ularning tuzilishi quruq yoki suv bilan to'ldirilishi mumkin bo'lgan mikro va makroporlarni, yoriqlarni o'z ichiga oladi.

Katta va kichik zarralarning nisbiy holati ham o'zgaruvchan. Bularning barchasi ulardagi ultratovushning tarqalish zichligi va tezligining mos kelmasligi va keng chegaralarda o'zgarishiga olib keladi. Jadvalda 2.2.2 ba'zi materiallar uchun r zichligi va ultratovush tarqalish tezligi V qiymatlarini ko'rsatadi.

Keyinchalik, betonning mustahkamligi, tarkibi va qo'pol agregat turi, tsement miqdori, namlik, harorat va armatura mavjudligi kabi parametrlardagi o'zgarishlar betonda ultratovushning tarqalish tezligiga qanday ta'sir qilishini ko'rib chiqamiz. Ushbu bilim ultratovush usuli yordamida betonning mustahkamligini nazorat qilish imkoniyatini ob'ektiv baholash, shuningdek, ushbu omillarning o'zgarishi bilan bog'liq monitoringdagi bir qator xatolarni bartaraf etish uchun zarurdir.

Betonning mustahkamligi ta'siri

Eksperimental tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, betonning mustahkamligi oshishi bilan ultratovush tezligi oshadi.

Bu tezlikning qiymati, shuningdek, kuchning qiymati ichki bog'lanish shartlariga bog'liqligi bilan izohlanadi.

Grafikdan ko'rinib turibdiki (2.2.51-rasm), har xil tarkibdagi beton uchun "tezlik-kuch" munosabatlari doimiy emas, ya'ni bu munosabatlarga mustahkamlikdan tashqari, boshqa omillar ham ta'sir qiladi.

Guruch. 2.2.51. Har xil tarkibdagi beton uchun ultratovush tezligi V va quvvat R c o'rtasidagi bog'liqlik

Afsuski, ba'zi omillar ultratovush tezligiga kuchdan ko'ra ko'proq ta'sir qiladi, bu jiddiy kamchiliklardan biridir. ultratovush usuli.

Agar biz doimiy tarkibdagi betonni olsak va boshqa W / C ni qabul qilish orqali mustahkamlikni o'zgartirsak, unda boshqa omillarning ta'siri doimiy bo'ladi va ultratovush tezligi faqat betonning mustahkamligidan o'zgaradi. Bunday holda, tezlik-kuch munosabatlari yanada aniqlangan bo'ladi (2.2.52-rasm).

Guruch. 2.2.52. Samaradagi 1-sonli temir-beton zavodida olingan doimiy beton tarkibi uchun tezlik va mustahkamlik munosabatlari

Tsement turi va navining ta'siri

Oddiy portlend tsement va boshqa tsementlar yordamida betonni sinovdan o'tkazish natijalarini taqqoslab, biz mineralogik tarkibning tezlik-kuch munosabatlariga kam ta'sir ko'rsatadigan degan xulosaga kelishimiz mumkin. Asosiy ta'sir trikalsiy silikatning tarkibi va tsement silliqlashning nozikligi bilan amalga oshiriladi. Tezlik-kuch munosabatlariga ta'sir qiluvchi muhimroq omil - 1 m 3 beton uchun tsement iste'moli, ya'ni. uning dozasi. Betondagi tsement miqdori oshgani sayin, ultratovush tezligi betonning mexanik kuchiga qaraganda sekinroq oshadi.

Bu ultratovushning betondan o'tayotganda ham qo'pol agregat orqali, ham agregat granulalarini bog'laydigan ohak qismi orqali tarqalishi va uning tezligi ko'p jihatdan qo'pol agregatda tarqalish tezligiga bog'liqligi bilan izohlanadi. Biroq, betonning mustahkamligi asosan ohak komponentining kuchiga bog'liq. Tsement miqdorining betonning mustahkamligi va ultratovush tezligiga ta'siri rasmda ko'rsatilgan. 2.2.53.

Guruch. 2.2.53. Tsement dozasining qaramlikka ta'siri

"tezlik kuchi"

1- 400 kg/m3; 2 - 350 kg / m3; 3 - 300 kg / m 3; 4 - 250 kg / m3; 5 - 200 kg/m 3

Suv-sement nisbatining ta'siri

W / C kamayishi bilan betonning zichligi va mustahkamligi oshadi va shunga mos ravishda ultratovush tezligi oshadi. W/C ortishi bilan teskari munosabat kuzatiladi. Binobarin, W/C ning o'zgarishi belgilangan tezlik-quvvat munosabatlariga sezilarli og'ishlarni kiritmaydi.Shuning uchun, betonning mustahkamligini o'zgartirish uchun kalibrlash grafiklarini qurishda, turli W / C dan foydalanish tavsiya etiladi.

Turlarning ta'siriVa qo'pol agregat miqdori

Dag'al agregatning turi va miqdori tezlik va mustahkamlik munosabatlarining o'zgarishiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Agregatdagi ultratovush tezligi, ayniqsa kvarts, bazalt, qattiq ohaktosh va granitda, uning betonda tarqalish tezligidan sezilarli darajada yuqori.

Betonning mustahkamligiga qo'pol agregatning turi va miqdori ham ta'sir qiladi. Umuman olganda, agregat qanchalik kuchli bo'lsa, betonning mustahkamligi shunchalik yuqori bo'ladi. Ammo ba'zida siz bunday hodisaga duch kelishingiz kerak, bu erda kamroq bardoshli, ammo qo'pol sirtli shag'aldan foydalanish bardoshli shag'aldan foydalangandan ko'ra yuqori Re qiymatiga ega, ammo silliq yuzaga ega bo'lgan betonni olish imkonini beradi.

Ezilgan toshni iste'mol qilishning engil o'zgarishi bilan betonning mustahkamligi biroz o'zgaradi. Shu bilan birga, qo'pol agregat miqdorining bunday o'zgarishi ultratovush tezligiga katta ta'sir ko'rsatadi.

Beton ezilgan tosh bilan to'yingan bo'lsa, ultratovush tezligi oshadi. Qo'pol agregatning turi va miqdori boshqa omillarga qaraganda tezlik-kuch munosabatlariga ko'proq ta'sir qiladi (2.2.54 - 2.2.56-rasm).

Guruch. 2.2.54. Dag'al agregat mavjudligining tezlik-kuch munosabatlariga ta'siri:

1 - tsement tosh; 2 - o'lchami 30 mm gacha bo'lgan agregatli beton

Guruch. 2.2.55. Turli agregat o'lchamlari bo'lgan beton uchun tezlik-quvvat munosabatlari: 1-1 mm; 2-3 mm; 3-7 mm; 4-30 mm

Guruch. 2.2.56. To'ldiruvchi bilan beton uchun tezlik va mustahkamlik nisbati:

1-qumtosh; 2-ohaktosh; 3-granit; 4-bazalt

Grafiklardan ko'rinib turibdiki, beton hajmining birligiga shag'al miqdorining ortishi yoki undagi ultratovush tezligining oshishi betonda ultratovush tezligining kuchdan ko'ra intensiv ravishda oshishiga olib keladi.

Namlik va haroratning ta'siri

Betonning namligi uning kuchiga va ultratovush tezligiga noaniq ta'sir ko'rsatadi. Betonning namligi ortib borishi bilan kristallararo bog'lanishlarning o'zgarishi tufayli bosim kuchi pasayadi, ammo havo teshiklari va mikro yoriqlar suv bilan to'ldirilganligi sababli ultratovush tezligi oshadi; A suvdagi tezlik havodan kattaroqdir.

Betonning 5-40 ° S oralig'idagi harorati deyarli kuch va tezlikka ta'sir qilmaydi, ammo qotib qolgan betonning haroratini belgilangan diapazondan oshib ketishi ichki mikro yoriqlarning ko'payishi tufayli uning mustahkamligi va tezligining pasayishiga olib keladi.

Salbiy haroratlarda ultratovush tezligi bog'lanmagan suvning muzga aylanishi tufayli oshadi. Shuning uchun noldan past haroratlarda ultratovush usuli yordamida betonning mustahkamligini aniqlash tavsiya etilmaydi.

Ultratovushning betonda tarqalishi

Tuzilishidagi beton heterojen material bo'lib, ohak qismini va qo'pol agregatni o'z ichiga oladi. Ohak qismi, o'z navbatida, kvarts qumi zarralarini o'z ichiga olgan qattiqlashtirilgan tsement toshidir.

Betonning maqsadiga va uning mustahkamlik xususiyatlariga qarab, tsement, qum, shag'al va suv o'rtasidagi nisbat o'zgaradi. Betonning tarkibi mustahkamlikni ta'minlashdan tashqari, temir-beton mahsulotlarini ishlab chiqarish texnologiyasiga bog'liq. Masalan, kassetali ishlab chiqarish texnologiyasi bilan beton aralashmaning ko'proq plastisitivligi talab qilinadi, bu tsement va suv iste'molini ko'paytirish orqali erishiladi. Bunday holda, betonning ohak qismi ortadi.

Dastgoh texnologiyasida, ayniqsa zudlik bilan yalang'ochlashda, tsement sarfini kamaytiradigan qattiq aralashmalar qo'llaniladi.

Bu holda qo'pol agregatning nisbiy hajmi ortadi. Binobarin, betonning bir xil mustahkamlik xususiyatlari bilan uning tarkibi keng chegaralarda o'zgarishi mumkin. Betonning strukturasini shakllantirishga mahsulotlarni ishlab chiqarish texnologiyasi ta'sir qiladi: beton aralashmani aralashtirish sifati, uni tashish, siqish, qotish paytida termal va namlik bilan ishlov berish. Bundan kelib chiqadiki, qotib qolgan betonning xususiyatlariga ko'p sonli omillar ta'sir qiladi va ta'sir noaniq va tasodifiy xarakterga ega. Bu betonning tarkibida ham, uning xususiyatlarida ham yuqori heterojenlik darajasini tushuntiradi. Betonning heterojenligi va turli xossalari uning akustik xususiyatlarida ham namoyon bo'ladi.

Hozirgi vaqtda ko'plab urinishlarga qaramay, ultratovushning beton orqali tarqalishining yagona sxemasi va nazariyasi hali ishlab chiqilmagan, bu bilan izohlanadi. ) birinchi navbatda, betonning mustahkamligi va akustik xususiyatlariga turli xil ta'sir ko'rsatadigan yuqoridagi ko'plab omillar mavjudligi bilan. Bu holat hali ishlab chiqilmaganligi bilan yanada og'irlashadi umumiy nazariya bilan material orqali ultratovush tebranishlarining tarqalishi yuqori daraja heterojenlik. Bu betondagi ultratovush tezligi formula bo'yicha bir hil material uchun aniqlanishining yagona sababidir

bu erda L - ultratovush orqali o'tgan yo'l, m (tayanch);

t - bu yo'lda sayohat qilish uchun sarflangan vaqt, ms.

Keling, impulsli ultratovushning beton orqali heterojen material orqali tarqalish sxemasini batafsil ko'rib chiqaylik. Lekin birinchi navbatda, temir-beton zavodlari va qurilish maydonchalarida eng ko'p uchraydigan tsement, daryo qumi, qo'pol agregat va suvdan iborat beton aralashmaning tarkibini hisobga olgan holda, bizning fikrimiz asosli bo'ladigan maydonni cheklaymiz. Bunday holda, biz qo'pol agregatning mustahkamligi betonning mustahkamligidan yuqori deb taxmin qilamiz. Bu ohaktosh, marmar, granit, dolomit va quvvati taxminan 40 MPa bo'lgan boshqa jinslarni qo'pol agregatlar sifatida ishlatganda to'g'ri keladi. Keling, shartli ravishda qotib qolgan beton ikki komponentdan iborat deb faraz qilaylik: zichligi r va tezligi V bo'lgan nisbatan bir hil ohak qismi va r va V bo'lgan qo'pol agregat.

Belgilangan taxminlar va cheklovlarni hisobga olgan holda, qotib qolgan betonni akustik impedansga ega qattiq muhit sifatida ko'rib chiqish mumkin:

Keling, bosh ultratovush to'lqinining emitter 1 dan qabul qiluvchi 2 ga L qalinlikdagi qotib qolgan beton orqali tarqalishi diagrammasini ko'rib chiqaylik (2.2.57-rasm).

Guruch. 2.2.57. Bosh ultratovush to'lqinining tarqalish sxemasi

betonda:

1 - emitent; 2 - qabul qiluvchi; 3 - aloqa qatlami; 4 - granulalarda to'lqinlarning tarqalishi; 5 - eritma qismida to'lqin tarqalishi

Emitent 1 dan keladigan bosh ultratovush to'lqini birinchi navbatda nurlanish yuzasi va beton o'rtasida joylashgan 3-kontakt qatlamiga tushadi. Ultrasonik to'lqinning kontakt qatlamidan o'tishi uchun uni o'tkazuvchan suyuqlik yoki moylash materiallari bilan to'ldirish kerak, bu ko'pincha texnik neft jeli sifatida ishlatiladi. Kontakt qatlamidan o'tib (t 0 vaqtida) ultratovush to'lqini qisman teskari yo'nalishda aks etadi, qolganlari esa betonga kiradi. To'lqin uzunligi bilan solishtirganda kontakt qatlami qanchalik nozik bo'lsa, to'lqin shunchalik kam aks etadi.

Betonning qalinligiga kirgandan so'ng, bosh to'lqini betonning ohak qismida emitentning diametriga mos keladigan maydon bo'ylab tarqala boshlaydi. Muayyan masofani bosib o'tgandan so'ng D l 1, vaqtdan keyin D t Muayyan hududdagi 1 bosh to'lqin qo'pol agregatning bir yoki bir nechta granulalariga duch keladi, ulardan qisman aks etadi va ko'pchilik granulalarga kirib, ular ichiga tarqala boshlaydi. Granulalar orasida to'lqin eritma qismi bo'ylab tarqalishda davom etadi.

Qabul qilingan shartni hisobga olgan holda, qo'pol agregatda ultratovush tezligi ohak qismiga qaraganda kattaroqdir, masofa d ezilgan toshning diametrining o'rtacha qiymatiga teng, granulalar orqali tezlikda tarqaladigan to'lqin. V 2 birinchi bo'lib o'tadi va ohak qismidan o'tadigan to'lqin kechiktiriladi.

Dag'al agregatning birinchi granulalaridan o'tib, to'lqin ohak qismi bilan interfeysga yaqinlashadi, qisman aks etadi va qisman unga kiradi. Bunday holda, bosh to'lqini o'tgan granulalar keyinchalik Gyuygens printsipini qo'llash mumkin bo'lgan betonning eritma qismiga ultratovush to'lqini nurlanishining elementar sferik manbalari sifatida qaralishi mumkin.

Eritma orqali qo'shni granulalar orasidagi minimal masofadan o'tib, bosh to'lqini ularga kiradi va ular orqali tarqala boshlaydi va ularni keyingi elementar manbalarga aylantiradi. Shunday qilib, t vaqtdan so'ng, L betonning butun qalinligi va ikkinchi aloqa qatlami 3 orqali o'tib, bosh to'lqini qabul qiluvchi 2 ga kiradi va u erda elektr signaliga aylanadi.

Ko'rib chiqilgan diagrammadan kelib chiqadiki, emitent 1 dan qabul qiluvchiga 2 bosh to'lqini qo'pol agregatning granulalari va bu granulalarni bog'laydigan ohak qismidan o'tadigan yo'l bo'ylab tarqaladi va bu yo'l minimal o'tgan vaqt shartidan aniqlanadi. t.

Demak, vaqt t

granulalarni bog'laydigan eritma qismini o'tkazish uchun sarflangan vaqt qayerda;

Granulalardan o'tish uchun vaqt kerak bo'ladi. Ultratovush bilan o'tgan L yo'li teng

bu yerda: - eritma qismi bo'ylab bosh to'lqini bosib o'tgan umumiy yo'l;

Bosh to'lqinining granulalar orqali o'tgan umumiy yo'li.

Bosh to'lqinining o'tadigan umumiy masofasi L emitent va qabul qiluvchi orasidagi geometrik masofadan kattaroq bo'lishi mumkin, chunki to'lqin minimal geometrik masofa bo'ylab emas, balki maksimal tezlik yo'li bo'ylab harakatlanadi.

Kontakt qatlamlari orqali ultratovush o'tkazadigan vaqt umumiy o'lchangan vaqtdan olib tashlanishi kerak.

Bosh to'lqinini kuzatib boradigan to'lqinlar ham maksimal tezlik yo'li bo'ylab tarqaladi, lekin ularning harakati davomida ular qo'pol agregat granulalari va ohak qismi orasidagi interfeysdan aks ettirilgan to'lqinlarga duch keladilar. Agar granulalarning diametri to'lqin uzunligiga yoki uning yarmiga teng bo'lsa, u holda granula ichida akustik rezonans paydo bo'lishi mumkin. Interferentsiya va rezonans ta'sirini turli agregat o'lchamlari bilan betondan o'tadigan ultratovush to'lqinlari paketini spektral tahlil qilish orqali kuzatish mumkin.

Yuqorida muhokama qilingan impulsli ultratovushning bosh to'lqinining tarqalish sxemasi faqat qismning boshida ko'rsatilgan xususiyatlarga ega beton uchun amal qiladi, ya'ni. qo'pol agregat granulalari olinadigan materialda mexanik kuch va ultratovushning tarqalish tezligi betonning ohak qismidagi kuch va tezlikdan oshib ketadi. Temir-beton zavodlarida va ohaktosh, marmar va granitdan shag'al ishlatadigan qurilish maydonchalarida ishlatiladigan betonlarning aksariyati bu xususiyatlarga ega. Kengaygan loy beton, ko'pikli beton va tüf plombali beton uchun ultratovushli tarqalish sxemasi boshqacha bo'lishi mumkin.

Ko'rib chiqilgan sxemaning to'g'riligi tajribalar bilan tasdiqlanadi. Shunday qilib, rasmdan. 2.2.54 tsement qismiga ma'lum miqdorda maydalangan tosh qo'shilsa, ultratovush tezligi betonning mustahkamligining biroz oshishi (va ba'zan pasayish) bilan ortib borishini ko'rish mumkin.

Shaklda. 2.2.56 shuni ko'rsatadiki, qo'pol agregatda ultratovush tezligining oshishi bilan uning betondagi tezligi oshadi.

Kattaroq agregatli betonda tezlikni oshirish (2.2.55-rasm) ham ushbu sxema bilan izohlanadi, chunki diametrning oshishi bilan ultratovushning agregat materiali orqali yo'li uzayadi.

Ultratovushni tarqatish bo'yicha tavsiya etilgan sxema bizga nuqsonlarni aniqlash va betonning mustahkamligini kuzatishda ultratovush usulining imkoniyatlarini ob'ektiv baholash imkonini beradi.

Ultratovush fizikasi bo'limi ekografiya bo'yicha bir qator zamonaviy monografiyalarda to'liq yoritilgan. Biz faqat ultratovushning ba'zi xususiyatlariga to'xtalib o'tamiz, bu haqda bilmagan holda ultratovushli tasvirni olish jarayonini tushunish mumkin emas.

Ultratovush tezligi va inson to'qimalarining o'ziga xos to'lqin qarshiligi (V.N. Demidov bo'yicha)

Ultrasonik to'lqin ikki muhit chegarasiga yetib, aks ettirilishi yoki uzoqroq tarqalishi mumkin. Ultratovushni aks ettirish koeffitsienti interfeysdagi ultratovush qarshiligidagi farqga bog'liq: bu farq qanchalik katta bo'lsa, aks ettirish darajasi shunchalik kuchli bo'ladi. Ko'zgu darajasi nurning ommaviy axborot vositalari orasidagi interfeysga tushish burchagiga bog'liq: burchak to'g'ri burchakka qanchalik yaqinlashsa, aks ettirish darajasi shunchalik kuchli bo'ladi.

Shunday qilib, buni bilib, etarli penetratsiya bilan maksimal ruxsat beruvchi optimal ultratovush chastotasini topish mumkin.

Ultratovush diagnostikasi uskunasining ishlashi asos bo'lgan asosiy tamoyillar, - Bu tarqalish Va ultratovushni aks ettirish.

Diagnostik ultratovush asboblarining ishlash printsipi ultratovush tebranishlarini aks ettirish ma'lum miqdorda akustik qarshilikka ega bo'lgan to'qimalarning interfeyslaridan. Ultrasonik to'lqinlarning interfeysda aks etishi muhitning akustik zichligidagi farq kamida 1% bo'lganda sodir bo'ladi, deb ishoniladi. Ovoz to'lqinlarini aks ettirishning kattaligi interfeysdagi akustik zichlikdagi farqga bog'liq, aks etish darajasi esa ultratovush nurining tushish burchagiga bog'liq.

Ultrasonik tebranishlarni qabul qilish

Ultrasonik tebranishlarni ishlab chiqarish to'g'ridan-to'g'ri va teskari piezoelektrik effektga asoslangan bo'lib, uning mohiyati shundaki, kristall yuzlarning yuzasida elektr zaryadlari hosil bo'lganda, ikkinchisi siqilib, cho'zila boshlaydi. Piezoelektrik transduserlarning afzalligi ultratovush manbasining bir vaqtning o'zida uning qabul qiluvchisi sifatida xizmat qilish qobiliyatidir.

Ultrasonik sensorning tuzilishi diagrammasi

Sensorda piezoelektrik kristal mavjud bo'lib, uning chetlarida elektrodlar o'rnatiladi. Kristalning orqasida ultratovushni o'zlashtiradigan modda qatlami mavjud bo'lib, u kerakli tomonga qarama-qarshi yo'nalishda tarqaladi. Bu hosil bo'lgan ultratovush nurining sifatini yaxshilaydi. Odatda, transduser tomonidan ishlab chiqarilgan ultratovush nuri markazda maksimal quvvatga ega va chekkalarda kamayadi, natijada markazda va atrofda turli xil ultratovush o'lchamlari paydo bo'ladi. Nurning markazida har doim ham ko'proq va kamroq zichroq narsalardan barqaror ko'zgularni olish mumkin, shu bilan birga nurning chetida kamroq zichroq narsalar aks etishi mumkin, zichroq narsalar esa kamroq zichroq sifatida aks ettirilishi mumkin.

Zamonaviy piezoelektrik materiallar sensorlarga ultratovushni keng chastotalarda yuborish va qabul qilish imkonini beradi. Akustik signal spektrining shaklini nazorat qilish, chastota diapazoni buzilishiga va markaz chastotasining siljishiga nisbatan chidamliroq bo'lgan Gauss signal shaklini yaratish va saqlash mumkin.

Ultrasonik qurilmalarning so'nggi dizaynlarida yuqori aniqlik va tasvir ravshanligi dinamik fokus tizimi va mikrokompyuter yordamida kiruvchi va chiquvchi ultratovush nurlarini fokuslash uchun keng polosali aks-sado filtri yordamida ta'minlanadi. Bu ultratovush nurlarining ideal profilini va yaxshilanishini va sektorni skanerlash bilan olingan chuqur tuzilmalar tasvirining lateral o'lchamlarini ta'minlaydi. Fokus parametrlari chastota va sensor turiga qarab o'rnatiladi. Keng polosali aks-sado filtri yumshoq to‘qimalardan o‘tuvchi aks-sadolarning yutilishiga mos keladigan chastotalarni birlashtirib optimal ruxsatni ta’minlaydi. Yuqori zichlikdagi ko'p elementli sensorlardan foydalanish yon va orqa diffraktsiyadan kelib chiqadigan noto'g'ri aks-sadolarni yo'q qilishga yordam beradi.

Bugungi kunda dunyoda firmalar o'rtasida eng yuqori talablarga javob beradigan yuqori sifatli vizual tizimlarni yaratish uchun qattiq raqobat mavjud.

Xususan, Acuson korporatsiyasi tasvir sifati va klinik xilma-xilligi uchun maxsus standartni o‘rnatdi va klinisyenlarga o‘z ehtiyojlariga qarab klinik tadqiqotlar ko‘lamini kengaytirish imkonini beruvchi doimiy takomillashtirish uchun asosiy modul bo‘lgan 128 XP TM platformasini ishlab chiqdi.

Platformada bir vaqtning o'zida uzatish va qabul qilishda ishlatilishi mumkin bo'lgan 128 ta elektron mustaqil kanallar mavjud bo'lib, ular butun ko'rish maydoni bo'ylab ajoyib fazoviy ruxsat, to'qimalar kontrasti va tasvirning bir xilligini ta'minlaydi.

Ultratovush diagnostikasi asboblari uchta sinfga bo'linadi: bir o'lchovli, ikki o'lchovli va uch o'lchovli.

Bir o'lchovli skanerlarda ob'ekt to'g'risidagi ma'lumotlar ob'ektning chuqurligi bo'ylab bir o'lchovda ifodalanadi va tasvir vertikal cho'qqilar sifatida qayd etiladi. Cho'qqilarning amplitudasi va shakli to'qimalarning strukturaviy xususiyatlarini va aks-sado signallari aks etadigan joylarning chuqurligini baholash uchun ishlatiladi. Ushbu turdagi asboblar eko-ensefalografiyada miyaning o'rta chiziqli tuzilmalari va hajmli (suyuq va qattiq) shakllanishlarning siljishini aniqlash uchun, oftalmologiyada - ko'zning o'lchamini, shish va begona jismlarning mavjudligini aniqlash uchun ishlatiladi. echopulsografiya - bo'yin va ularning intrakranial shoxlari va boshqalardagi uyqu va vertebral arteriyalarning pulsatsiyasini o'rganish. Ushbu maqsadlar uchun 0,88-1,76 MGts chastotasi ishlatiladi.

2D skanerlar

2D skanerlar Ular qo'lda skanerlash qurilmalariga va real vaqtda ishlaydiganlarga bo'linadi.

Hozirgi vaqtda sirt tuzilmalari va ichki organlarni o'rganish uchun faqat real vaqt rejimida ishlaydigan asboblar qo'llaniladi, ularda ma'lumotlar doimiy ravishda ekranda aks ettiriladi, bu organning holatini, ayniqsa harakatlanuvchi tuzilmalarni o'rganishda dinamik monitoring qilish imkonini beradi. Ushbu qurilmalarning ish chastotasi 0,5 dan 10,0 MGts gacha.

Amalda 2,5 dan 8 MGts gacha bo'lgan chastotali sensorlar ko'proq qo'llaniladi.

3D skanerlar

Ulardan foydalanish ma'lum shartlarni talab qiladi:

- yumaloq yoki yaxshi konturli shaklga ega bo'lgan shakllanish mavjudligi;

- suyuqlik bo'shliqlarida joylashgan strukturaviy shakllanishlarning mavjudligi (bachadondagi homila, ko'z olmasi, o't pufagidagi toshlar, begona jism, suyuqlik bilan to'ldirilgan oshqozon yoki ichakdagi polip, yallig'lanish suyuqligi fonida appendiks, shuningdek fonda qorin bo'shlig'i barcha a'zolari). astsit suyuqligi);

— faol bo'lmagan strukturaviy shakllanishlar (ko'z olmasi, prostata va boshqalar).

Shunday qilib, ushbu talablarni hisobga olgan holda, uch o'lchovli skanerlar akusherlikda tadqiqotlar uchun, qorin bo'shlig'ining volumetrik patologiyasini boshqa tuzilmalardan aniqroq ajratish uchun, urologiyada prostata bezining strukturaviy kirib borishini farqlash uchun o'rganish uchun muvaffaqiyatli ishlatilishi mumkin. kapsula, oftalmologiya, kardiologiya, nevrologiya va angiologiyada.

Foydalanishning murakkabligi, uskunaning yuqori narxi va ko'plab shartlar va cheklovlar mavjudligi sababli ular hozirda kamdan-kam qo'llaniladi. Biroq 3D skanerlash — bu kelajakning ekografiyasi.

Doppler ultratovush

Doppler ultratovush tekshiruvining printsipi shundaki, harakatlanuvchi ob'ektdan aks ettirilgan ultratovush signalining chastotasi uning tezligiga mutanosib ravishda o'zgaradi va ultratovush chastotasi va ultratovushning tarqalish yo'nalishi va oqim yo'nalishi o'rtasidagi burchakka bog'liq. . Ushbu usul kardiologiyada muvaffaqiyatli qo'llaniladi.

Usul, shuningdek, tanaga kontrast moddalarni kiritmasdan, ichki organlarning qon tomirlarining holati haqida ishonchli ma'lumot berish qobiliyati tufayli ichki kasalliklar uchun ham qiziqish uyg'otadi.

Ko'pincha portal gipertenziyaga shubha qilingan bemorlarni erta bosqichlarida har tomonlama tekshirishda, portal qon aylanishining buzilishining og'irligini aniqlashda, portal vena tizimidagi blokadaning darajasi va sababini aniqlashda, shuningdek portaldagi o'zgarishlarni o'rganishda qo'llaniladi. dori-darmonlarni (beta blokerlar, ACE inhibitörleri va boshqalar) qo'llashda jigar sirrozi bo'lgan bemorlarda qon oqimi.

Barcha qurilmalar ikki turdagi ultratovushli sensorlar bilan jihozlangan: elektromexanik va elektron. Ikkala turdagi sensorlar, lekin ko'pincha elektron, foydalanish uchun modifikatsiyaga ega turli sohalar kattalar va bolalarni tekshirishda dori.

IN klassik versiya real vaqtda 4 ta elektron skanerlash usuli qo'llaniladi : sektor, chiziqli, qavariq va trapezoidal, ularning har biri kuzatish maydoniga tegishli o'ziga xos xususiyatlar bilan tavsiflanadi. Tadqiqotchi oldida turgan vazifa va joylashuvga qarab skanerlash usulini tanlashi mumkin.

Sektorni skanerlash

Afzalliklari:

- chuqur maydonlarni o'rganishda katta ko'rish maydoni.

Qo'llash sohasi:

- katta fontanel orqali yangi tug'ilgan chaqaloqlarni kraniologik tadqiqotlar;

- kardiologik tadqiqotlar;

- tos a'zolarini (ayniqsa ginekologiya va prostata tekshiruvida), retroperitoneal tizim organlarini umumiy qorin bo'shlig'ini tekshirish.

Chiziqni skanerlash

Afzalliklari:

— tananing sayoz joylarini tekshirishda katta ko'rish maydoni;

— ko'p elementli sensordan foydalanish tufayli tananing chuqur joylarini tekshirishda yuqori aniqlik;

Qo'llash sohasi:

— sirt tuzilmalari;

- kardiologiya;

— tos a'zolari va perinefrik mintaqani tekshirish;

- akusherlikda.

Qavariq skanerlash

Afzalliklari:

- bemorning tanasi yuzasi bilan kichik aloqa maydoni;

— chuqur maydonlarni tadqiq qilishda katta kuzatish maydoni.

Qo'llash sohasi:

- qorinning umumiy tekshiruvi.

Trapezoidal skanerlash

Afzalliklari:

— tananing yuzasiga yaqin va chuqur joylashgan organlarni tekshirishda katta kuzatish maydoni;

— tomografik bo'limlarni oson aniqlash.

Qo'llash sohasi:

- qorin bo'shlig'ini umumiy tekshirish;

- akusherlik va ginekologik.

Umumiy qabul qilingan klassik skanerlash usullariga qo'shimcha ravishda, eng so'nggi qurilmalarning dizaynlari ularni sifat jihatidan to'ldirish imkonini beruvchi texnologiyalardan foydalanadi.

Vektor skanerlash formati

Afzalliklari:

— chegaralangan kirish va interkostal bo'shliqdan skanerlash bilan u minimal sensorli diafragma bilan akustik xususiyatlarni ta'minlaydi. Vektorli tasvir formati yaqin va uzoq sohada kengroq ko'rinishni ta'minlaydi.

Qo'llanish sohasi skanerlash bilan bir xil.

Zoom Zone Select rejimida skanerlash

Bu ikki o'lchovli va rangli Doppler rejimida tasvirning akustik ma'lumotlar tarkibini yaxshilash uchun operator tomonidan tanlangan qiziqish zonasining maxsus skanerlashidir. Tanlangan qiziqish maydoni to'liq akustik va rastrli chiziqlar yordamida ko'rsatiladi. Tasvir sifatining yaxshilanishi optimallashtirilgan chiziq va piksel zichligi, yuqori piksellar soni, yuqori kadr tezligi va kattaroq tasvirlarga olib keladi.

Oddiy maydon bilan bir xil akustik ma'lumot saqlanib qoladi va odatiy RES zoom zonasini tanlash formati bilan tasvirni kengaytirish ruxsati va kattaroq diagnostika ma'lumotlariga erishiladi.

Ko'p gertsli vizualizatsiya

Keng polosali piezoelektrik materiallar zamonaviy sensorlarni keng chastota diapazonida ishlash imkoniyatini beradi; tasvirning bir xilligini saqlab, sensorlarda mavjud bo'lgan keng chastotalardan ma'lum bir chastotani tanlash imkoniyatini ta'minlash. Ushbu texnologiya sensorni almashtirishga vaqt sarflamasdan, bir tugmani bosish orqali sensor chastotasini o'zgartirish imkonini beradi. Bu shuni anglatadiki, bitta sensor ikki yoki uchta o'ziga xos xususiyatga teng bo'lib, bu sensorlarning qiymatini va klinik ko'p qirraliligini oshiradi (Acuson, Siemens).

Eng so'nggi qurilma ko'rsatmalaridagi kerakli ultratovush ma'lumotlarini turli xil rejimlarda muzlatish mumkin: B-rejimi, 2B-rejimi, 3D, B+B rejimi, 4B-rejimi, M-rejimi va printer yordamida maxsus qog'ozga, kompyuterga yozib olish mumkin. kompyuter ma'lumotlarini qayta ishlash bilan kassetali yoki video tasma.

Inson tanasining organlari va tizimlarining ultratovushli vizualizatsiyasi doimiy ravishda takomillashtirilmoqda, yangi ufqlar va imkoniyatlar doimiy ravishda ochilmoqda, ammo olingan ma'lumotlarni to'g'ri talqin qilish har doim tadqiqotchining klinik tayyorgarlik darajasiga bog'liq bo'ladi.

Shu munosabat bilan, men Aloca kompaniyasining vakili bilan suhbatni tez-tez eslayman, u bizga real vaqt rejimida birinchi Aloca SSD 202 D (1982) qurilmasini ishga tushirish uchun kelgan. Yaponiyada kompyuter tasvirini qayta ishlovchi ultratovush apparati texnologiyasini ishlab chiqqanidan hayratga tushganimda, u shunday javob berdi: “Kompyuter yaxshi, lekin agar boshqa kompyuter (boshini ko‘rsatib) yaxshi ishlamasa, bu kompyuter hech narsaga arzimaydi”.

1. Ultratovushning tarqalish tezligi quvur liniyasidagi harorat va bosimga bog'liq. Ultrasonik tezlikda turli ma'nolar suv harorati va atmosfera bosimi D.1-jadvalda keltirilgan.

E.1-jadval

Aleksandrov A.A., Trakhtengerts M.S. Termofizik xususiyatlar atmosfera bosimidagi suv. M. Standartlar nashriyoti, 1977, 100 b. ( Davlat xizmati standart ma'lumotnoma ma'lumotlari. Ser. Monografiyalar).

2. Suv va issiqlik ta'minoti tizimlarida suv oqimi va hajmini o'lchash uchun oqim o'lchagichdan foydalanganda ultratovush tezligi jadvaldagi ma'lumotlarga muvofiq aniqlanadi. D.2 formulaga muvofiq harorat va bosim uchun chiziqli interpolyatsiya usuli bo'yicha:

Bu erda c(t,P) - quvur liniyasi orqali oqadigan suyuqlikdagi ultratovush tezligi, m/s;

c(t1) – o'lchangandan past haroratda ultratovush tezligining jadval qiymati, m/s;

c (t2) - o'lchanganidan yuqori haroratda ultratovush tezligining jadval qiymati, m / s;

c (P1) - o'lchanganidan kamroq bosimdagi ultratovush tezligining jadval qiymati, m / s;

c (P2) - o'lchanganidan kattaroq bosimdagi ultratovush tezligining jadval qiymati, m / s;

t - quvur liniyasidagi suv harorati, ºS;

P - quvur liniyasidagi suv bosimi, MPa;

t1, t2 - jadvaldagi harorat qiymatlari, ºS;

P1, P2 - stol bosimi qiymatlari, MPa;

ESLATMA.

1. c(t1) va c(t2) qiymatlari jadvaldagi ma’lumotlarga muvofiq aniqlanadi. D.1. c (P1) va c (P2) qiymatlari jadvaldagi ma'lumotlarga muvofiq aniqlanadi. D 2. quvur liniyasidagi suv haroratiga eng yaqin haroratda.

2. Quvurdagi suvning harorati va bosimini o'lchash mos ravishda ±0,5 ºS va ±0,5 MPa dan ko'p bo'lmagan xatolik bilan amalga oshirilishi kerak.

E.2-jadval

E.2-jadvalning davomi

Aleksandrov A.A., Larkin D.K. Harorat va bosimning keng diapazonida ultratovush tezligini eksperimental aniqlash. «Issiqlik energetikasi» jurnali, 2-son, 1976 yil, 75-bet.

3. Ultrasonik tezlikning suyuqlik haroratiga bog'liqligi jadvallari mavjud bo'lmaganda, ultratovush tezligini E.1-rasmda ko'rsatilgan qurilma yordamida aniqlash mumkin. Ultrasonik tezlikni o'lchashdan oldin darhol qurilmaning tanasi (po'lat qavs) sinov suyuqligiga botiriladi va ultratovush tezligini o'lchash uchun qalinligi o'lchagich o'rnatiladi. Keyin ultratovushli qalinlik o'lchagich ultratovush tezligini to'g'ridan-to'g'ri o'lchaydi.

Suyuqlikdagi ultratovush tezligini o'lchash uchun US-12 IM qurilmasi (ShchO 2.048.045 TO) yoki boshqa turdagi qalinlik o'lchagichlardan foydalanish ham mumkin.

D.1-rasm. Suyuqlikdagi ultratovush tezligini o'lchash uchun qurilma.