Відбиті хвилі ультразвуку. Генерація і детекція ультразвуку

Відео: Датчик на ефекті Доплера

відображені або розсіяні хвилі ультразвуку застосовують в різній медичної діагностичної апаратури. Найбільш сильне відображення відбувається в місці розташування тканин з різко відрізняються механічними або еластичними властивостями. Це може бути на кордоні між м`якими тканинами і кісткою або тканинами, наповненими повітрям (наприклад, легкими). Інтенсивність хвиль ультразвуку, відбитих від цих кордонів, залежить від коефіцієнта відбиття r, який являє собою відношення падаючої і відбитої енергії.

Відео: освіту стоячих хвиль

Для плоскої хвилі, що розповсюджується в середовищі з акустичним імпедансом p1C1 і падаючої під прямим кутом до плоскої межі другої середовища з акустичним імпедансом р2С2 коефіцієнт відбиття дорівнює: r = p1C1-p2C2 / (p1C1 + p2C2) 2, де р2 і p1 - щільність середовищ С1 і С2 - швидкість ультразвуку в відповідних середовищах. Оскільки величини акустичного імпедансу рідин і газів сильно розрізняються між собою, на кордоні між ними проходження ультразвуку майже відсутня, а, отже, газові «кишені» і бульбашки будуть інтенсивно відображати ультразвуковий промінь.

Генерація і детекція ультразвуку

Ультразвукова діагностична апаратура складається з передавача, що генерує ультразвукову частоту, перетворювачів, що перетворюють ультразвук в електричну енергію і, навпаки, приймача, що підсилює слабкі розсіяні хвилі, і дисплейного пристрої для подання оператору інформації. Основні характеристики цієї апаратури визначені зазначеним вище взаємодією тканин з ультразвуковими хвилями.

Відео: Лекція 190. Лінія без спотворень

частота ультразвуку дуже висока і для її генерації і посилення необхідне застосування електронних приладів. Наприклад, 1 МГц - це частота, яку можна виявити в середині радіомовного діапазону, при цьому в вигляді радіочастотної енергії. Більш високі частоти, аж до 10 МГц, мають місце в короткохвильових діапазонах, що використовуються військовими підрозділами і різними стаціонарними і рухливими службами. Отже, передавач представляє собою електронний вібратор, що генерує електричні хвилі.

Перетворювач перетворює їх в механічні коливання. Тип зазвичай застосовуються в біомедичної практиці перетворювачів взаімообратімості і може також перетворювати відбиті хвилі ультразвуку в електричну енергію. Вольтаж відбитих хвиль, як правило, дуже малий і тому його необхідно посилити до рівня, сприйманого дисплейними пристроями, Дисплейні пристрої, як правило, включають в себе електроннопроменеву трубку для відображення величини і форми сигналу і гучномовці для прослуховування доплерівських звуків, різного типу аналізатори та відеомагнітофони для відтворення хвилеподібною форми потоку і рушійних кривих.

Перетворювач являє собою найбільш відповідальний елемент в доплеровской системі для вимірювання швидкості течії крові. Вибір перетворювача визначено його робочою частотою, глибиною проникнення енергії в тканини, шириною ультразвукового пучка і частотою доплерівського зсуву, що спостерігається в кровоносних судинах. У складеному кристалічному перетворювачі, який широко використовують в доплеровских вимірі швидкості кровотоку, поділ передають і приймають елементів дозволяє, крім того, локалізувати область, в якій потрібно виміряти швидкість потоку.