Сфокусовані ультразвукові поля. Принципи сфокусованість ультразвукових хвиль

Відео: Електромагнітне поле придумали теоретик!

сфокусовані поля мають чотири головні особливості:
1. Ширина поля визначена тим же кутом розбіжності пучка, що і в далекому полі нефокусірующего перетворювача.
2. Звуження поля відбувається лише на ділянці, де до фокусування знаходилося ближнє поле. Дальнє поле фокусуванні не піддається.

3. Ширина поля у фокусі і за ним обернено пропорційна діаметру перетворювача.
4. Інтенсивність поля досить швидко знижується в міру віддалення від фокальної області. Тому протяжність сфокусованого поля обмежена. Ширина пучка в точці фокусу перетворювача або в області далекого поля визначається як: W = ahZ / D, де h - домінуюча довжина хвилі переданої акустичної енергії-Z-осьова відстань від преобразователя- D-ширина перетворювача (діаметр для перетворювача круглого перетину) - а - константа, що залежить від геометричної форми перетворювача. Для перетворювачів круглого перетину або поршневих перетворювачів а = 1,22, для прямокутних - а = 1,0.

фокусування здійснюють застосуванням пластмасових лінз або фазово-зсувних елементів. Пластмасові лінзи відносно дешеві і дають хороші результати. Вони отримані за допомогою оптичної системи, розробленої Schlieren, що робить ультразвукові хвилі видимими. При сильному фокусуванні поле концентрується в фокусі і далеко не поширюється.

Навпаки, при слабкому фокусуванні ультразвукового перетворювача того ж діаметру ближнє поле поширюється на задоволена значну відстань. Фокусування ультразвукового пучка в електронній фазово-зміщує системі досягається за допомогою комбінації сферичних і лінійних просторово-часових взаємин імпульсів, що надходять на перетворювачі.

Відео: Електронно-променева обробка

В результаті подібної електронної обробки сигналів ультразвукове поле фокусується на заданій відстані і поширюється під конкретним азімутной кутом. Системи фокусування, що включають пластмасові лінзи або фазово-зміщують елементи, знайшли своє широке застосування в різних діагностичних ультразвукових приладах медичного призначення.

Використання фокусирующих перетворювачів в хірургічній, фізіотерапевтичної і діагностичної ультразвукової апаратури дозволяє сконцентрувати ультразвукове поле в строго певній галузі біологічних тканин і: отримати при цьому потрібний позитивний ефект.

У діагностичних приладах фокусування акустичного пучка сприяє зниженню відносини сигнал - шум і підвищення роздільної здатності. Наприклад, застосування прекардінального ультразвукового детектора газових мікропухирців: в крові людини при декомпресії, оснащеного системою фокусування пьезокристалла, дозволяє усувати шумові сигнали, відбиті від біологічних структур, що лежать поза фокусом акустичного поля.