Ecografie

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Notă despre dezambiguizare.svg Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea casei de discuri italiene, consultați Ultrasuoni (casa de discuri) .
Frecvențe aproximative corespunzătoare ultrasunetelor în funcție de domeniul lor de aplicare.

Ultrasunetele sunt unde sonore mecanice. Spre deosebire de fenomenele acustice, frecvențele menționate care caracterizează ultrasunetele sunt mai mari decât cele în medie audibile de o ureche umană. Frecvența utilizată în mod convențional pentru a discrimina undele sonore de undele ultrasonice este fixată la 20 kHz . Termenul ultrasunete în sine indică clar ceea ce este dincolo de ( ultra ) sunet, identificând cu sunetul doar fenomenul fizic sonor.

Ca orice alt tip de fenomen de undă, ultrasunetele sunt supuse fenomenelor de reflecție , refracție și difracție și pot fi definite utilizând parametri precum frecvența , lungimea de undă , viteza de propagare, intensitatea (măsurată în decibeli ), atenuarea (datorită impedanței acustice a mediului) trecut prin). Puțini oameni îi pot percepe în mod clar și poate deveni enervant să îi ascultați.

Ecografia în natură

Un liliac care face o captură pe timp de noapte, datorită sistemului senzorial cu ultrasunete.

Deși, așa cum am menționat, ființa umană nu este capabilă să audă ultrasunete, alte animale au această capacitate:

  • câini (pentru care sunt disponibile pe piață fluiere speciale cu ultrasunete);
  • delfinii și balenele care îi folosesc pentru a comunica între ei;
  • lilieci care le folosesc pentru a captura obstacolele în timp ce zboară noaptea și animale murine, cum ar fi șoareci și șobolani pentru care sunt disponibile pe piață echipamente speciale cu ultrasunete profesionale. Aceste dispozitive, numite rozătoare cu ultrasunete , generează în ele un adevărat stres psihofizic care îi obligă să părăsească un loc ocupat anterior și acum să devină ostile pentru ei. În acest fel, este posibil să se efectueze dezinfectarea rozătoarelor fără a-i ucide, făcându-i să se îndepărteze definitiv.

Aplicații

Utilizarea ultrasunetelor în domeniul medical (ultrasunete).

Ecografiile sunt utilizate în cea mai mare parte în domeniul medical și industrial, deoarece sunt utilizate pe scară largă în scanările cu ultrasunete , în testele nedistructive și în multe dispozitive utilizate pentru curățarea suprafețelor obiectelor mici.

Acestea sunt adesea prescrise ca terapie fizică după traume sau fracturi, deși există studii contradictorii privind eficacitatea lor.

Sonar folosește, de asemenea, intervale de frecvență care traversează adesea gama de ultrasunete.

Ultrasunetele sunt folosite și pentru nebulizarea apei în unele tipuri de umidificatoare (numite, cu precizie, ultrasunete).

De asemenea, sunt folosite ca sistem de „urmărire a animalelor” pentru unele tipuri de animale.

Utilizarea ultrasunetelor în operațiile de sudare

Principalele aplicații dincolo de cele indicate mai sus se referă și la câmpul mecanic, în special la sudarea materialelor plastice și la controlul nedistructiv al cusăturilor de sudură .

Sudarea materialelor plastice prin intermediul ultrasunetelor este adesea utilizată atunci când este necesară o anumită calitate estetică, dar mai presus de toate viteza de execuție; două obiecte din plastic (de preferință din același material, astfel încât fricțiunea moleculară este mare) sunt puse în contact unul cu celălalt și un paralelepiped metalic ( sonotrod ) se sprijină pe unul dintre ele, descărcând ultrasunetele și apoi punându-l în vibrație. Fricțiunea generată va topi părțile din plastic în contact prin unirea lor. Forma și frecvența la care va vibra sonotrodul depind de geometria obiectului care trebuie sudat.

Calitatea estetică este excelentă chiar dacă etanșeitatea nu este asigurată, prin urmare, dacă aceasta este o cerință fundamentală, este de preferat să se ia în considerare un alt tip de sudură (de exemplu, sudarea cu plăci fierbinți).

Ecografia este, de asemenea, unul dintre testele nedistructive care pot fi efectuate pe cusături de sudură între metale . Echipamentul necesar constă dintr-un ecran care afișează într-un grafic (foarte asemănător unui osciloscop) revenirea (ecoul) undelor ultrasunete care se propagă în metal și o sondă care conține materialul piezoelectric care generează ultrasunetele. Sonda este pusă în contact cu cordonul de sudură pentru a fi verificat, ultrasunetele se propagă în metal și ori de câte ori există o imperfecțiune în cordonul în cauză ( bulă de aer, acumulare de impurități sau o fisură) densitatea (densitatea) se va schimba cu în ceea ce privește restul cordonului de sudură și o parte a ultrasunetelor vor fi reflectate. Vedem acest val de reflecție ( ecou ) pe ecran și pe baza scării ecranului putem identifica și locația aproximativă a defectului. Acest tip de control este foarte frecvent deoarece este nedistructiv și vă permite să verificați cusăturile de sudură foarte lungi într-un timp foarte scurt, identificând și poziția defectului.

Manipularea și caracterizarea particulelor

Un experiment științific a dezvăluit acțiunea de captare a fibrelor de pastă de hârtie suspendate în apă și orientarea lor paralelă cu planurile de presiune acustică echidistante produse de un câmp de unde staționare cu ultrasunete. Gama necesară pentru orientare oferă un mijloc rapid de măsurare a lungimii medii a acestor fibre. O altă aplicație a acestui efect sunt pensetele acustice on-chip în care particulele sunt capturate la intersecțiile planurilor de presiune acustică echidistante datorită a două câmpuri perpendiculare ale undelor staționare de suprafață. Domeniile posibile de utilizare sunt știința materialelor, biologia, fizica, chimia și nanotehnologia.

Generarea ultrasunetelor

Ultrasunetele sunt generate prin intermediul materialelor cu caracteristici mecanico-electrice particulare, materialele piezoelectrice . Aceste materiale particulare precum cuarțul sau titanatul de bariu au caracteristica de a genera o diferență de potențial dacă sunt comprimate sau întinse într-o direcție transversală; invers, dacă se aplică o diferență de potențial la capetele lor, acestea se comprimă sau se dilată transversal. Această ultimă caracteristică este exploatată pentru a genera aceste unde mecanice deasupra câmpului de audibilitate (ultrasunete). În funcție de materialul ales, vom avea deci frecvențe ultrasunete diferite, propagări diferite în materiale și, prin urmare, caracteristici de putere diferite ale mașinilor generatoare.

Un al doilea sistem de generare a ultrasunetelor se bazează pe magnetostricție: un miez feromagnetic supus unui câmp magnetic alternativ (maxim 200 kHz ) vibrează la frecvențe ultrasonice. Acest sistem este de ex. utilizat pentru producția de mașini industriale de spălat cu ultrasunete.

Bibliografie

  • Luigi Miano, Fizică experimentală , Milano, Fabbri Editori, 1979.
  • Paride Nobel, Fenomene fizice , Napoli, Editrice Ferraro, 1994, ISBN 88-7271-126-6 .
  • Mario Ferraris Fusarini, Sudarea cu ultrasunete a materialelor plastice , ediția I, 2001.
  • ( EN ) Jean-Luc Dion, Alessandro Malutta și Paolo Cielo, Inspecția cu ultrasunete a suspensiilor de fibre , în The Journal of the Acoustical Society of America , vol. 72, nr. 5, noiembrie 1982, pp. 1524-1526.

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tesauro BNCF 7912 · LCCN (EN) sh85139494 · GND (DE) 4061555-8 · BNF (FR) cb11959494b (dată) · NDL (EN, JA) 00.573.658
Fizică Portalul fizicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu fizica