Ультразвук. Излучатели и приемники УЗ

Звуковые методы исследования.

Звук может быть источником информации о состоянии органов человека.

А. Аускультация – непосредственное выслушивание звуков, возникающих внутри организма.

Б. Перкуссия – исследование внутренних органов посредством постукивания по поверхности тела и анализа возникающих при этом звуков. Постукивание осуществляется либо с помощью специальных молоточков, либо при помощи пальцев.

В. Фонокардиография – графическая регистрация тонов и шумов сердца и их диагностическая интерпретация.

Ультразвук (УЗ) – механические колебания и волны с частотами от

20 кГц до, примерно, 10⁹-10¹⁰ Гц. Для получения ультразвука используют излучатели, в основе работы которых лежат: обратный пьезоэлектрический эффект, магнитострикция и электрострикция.

Обратный пьезоэлектрический эффект состоит в том, что пластинка, вырезанная определенным образом из кристалла кварца (или другого анизотропного вещества), под действием электрического поля сжимается или удлиняется (деформируются) в зависимости от направления поля. Колебания пластинки передаются частицам окружающей среды, что и порождает ультразвуковую волну, если электрическое поле изменяется с частотой выше

2 10³ Гц.

Явление магнитострикции состоит в том, что ферромагнитные стержни (сталь, железо, никель и их сплавы) изменяют свои линейные размеры (деформируются) под действием магнитного поля, направленного по оси стержня. Поместив такой стержень в переменное магнитное поле (например, внутрь катушки, по которой течет переменный электрический ток), в стержне возникают вынужденные механические колебания, амплитуда которых будет особенно велика при резонансе. Колеблющийся торец стержня создает в окружающей среде ультразвуковые волны, интенсивность которых находится в прямой зависимости от амплитуды колебаний торца.

Некоторые материалы (например, керамики) способны изменять свои размеры в электрическом поле. Это явление получило название электрострикции. Внешне отличается от обратного пьезоэлектрического эффекта тем, что изменение размеров зависит только от напряженности приложенного поля, но не зависит от его знака. К числу подобных материалов относятся титанат бария и титанат-цирконат свинца.

Преобразователи, в которых используются описанные выше явления, называют соответственно пьезоэлектрическими, магнитострикционными и электрострикционными. Последние нашли наибольшее применение в практике. Ультразвук регистрируют приемным преобразователем, действие которого основано либо на прямом пьезоэлектрическом эффекте, либо на явлении, обратном электрострикции.

Дата добавления: 2014-12-16