Co je to ultrazvuková sonda?

Ultrazvuková sonda je typ senzoru, který používá ultrazvuk, který odkazuje na zvuky při frekvencích vyšších, než může lidské ucho detekovat. Vzhledem ke struktuře ucha může zdravý mladý dospělý člověk vnímat zvuky s frekvencemi až asi 20 kilohertz (KHz), i když přesný prahová hodnota se liší od člověka k člověku. Ultrazvuk je užitečný, protože může proniknout přes médium, jako je tělo člověka, a poskytovat informace o vnitřní struktuře média. Ultrazvukové sondy se používají pro řadu různých oblastí, jako je diagnostické zobrazování v medicíně a testování kvality v průmyslu.

Když zvuková vlna přechází z jednoho materiálu do jiného materiálu s jinou hustotou, část zvuku se odráží zpět. Měřením přesných časů, kdy zvukové vlny z ozvěny ultrazvukové sondy zpět, může sonda určit hloubku různých materiálů v rámci všeho, co je naskenováno. Kmitočty používané ultrazvukovou sondou se mohou lišit nesmírně závislíng na jeho aplikaci, v rozmezí od 50 kHz až po 50 megahertz.

Nejznámější použití ultrazvuku je v medicíně. Ultrazvuková sonda může produkovat obrazy vnitřních struktur, jako jsou svaly a měkká tkáň, jakož i strukturu orgánů. To lze použít při diagnostice pacienta k prozkoumání tkání a orgánů pro poškození nebo abnormality, k detekci stavu tepen a toku krve skrz ně a k identifikaci struktur, jako jsou nádory a ledvinové kameny. Ultrazvuk se také často používá k výrobě obrazů plodu, zatímco je v lůně. V mnoha situacích je ultrazvuk preferován před jinými metodami, protože je to neinvazivní způsob, jak vidět vnitřek těla, který nezahrnuje elektromagnetické záření, a proto nevytváří riziko poškození chromozomu, které představuje metody vyšetření, jako jsou rentgenové záření.

Ultrazvuková sonda tak májá nevýhody. Ultrazvuk může poskytnout obrazy vnějšího povrchu kostí, ale ultrazvukové vlny nepronikají kostí dobře, a proto nejsou příliš účinné jako způsob, jak zkoumat vnitřek kostí nebo zkoumat mozek lebkou. Ultrazvukové vlny se také dobře nepagují plynem. Díky tomu je ultrazvukové zobrazování plic téměř nemožné, s velmi omezenými výjimkami a výrazně brání ultrazvukovému zobrazování slinivky břišní v důsledku rušení způsobeného plynem v nedalekém gastrointestinálním traktu. Ultrazvuk má také omezenou penetraci, což může způsobit problematické ultrazvukové zobrazování při pokusu o sondu hluboko v těle nebo když je pacient výrazně nadváha.

ultrazvuk se také používá pro průmyslové testování. Podobně jako u ultrazvuku v medicíně může být ultrazvuková sonda použita k zajištění zobrazování vnitřní struktury objektu. Toto je nesmírně cenná schopnost, protože může identifikovat vnitřní abnormality a vady, které by byly pro E neviditelnéXteriorská kontrola. Může také odhalit mikrostrukturální vlastnosti materiálu, jako je velikost zrna a porozita, a poskytnout informace o mechanických charakteristikách materiálu.

Průmyslový ultrazvuk se nejčastěji používá pro kovy a kovové slitiny, i když může být také aplikován na jiné materiály, jako je keramika. Během používání se běžně používá ke kontrole vyráběných objektů z hlediska výrobních vad a ke kontrole zařízení, které trpí mechanickým napětím, korozí nebo jinými zdroji. Použití ultrazvukových sond pro testování je velmi běžné v průmyslových odvětvích souvisejících s dopravou, jako jsou železnice a letecký průmysl, kde jemné výrobní vady nebo akumulované mikrostrukturální poškození materiálů mohou mít katastrofické důsledky, pokud jsou nepovšimnuty.