Hvad er en ultralydssonde?
En ultralydsonde er en type sensor, der bruger ultralyd, der henviser til lyde ved frekvenser, der er højere end det menneskelige øre kan registrere. På grund af ørets struktur kan et sundt, voksent menneske opfatte lyde med frekvenser på op til ca. 20 kilohertz (kHz), skønt den nøjagtige tærskel varierer fra person til person. Ultralyd er nyttigt, fordi det kan trænge igennem et medium, såsom en persons krop, og give information om mediets interne struktur. Ultralydsonder anvendes til en række forskellige områder, såsom diagnostisk billeddannelse i medicin og kvalitetstest i industrien.
Når en lydbølge passerer fra et materiale til et andet materiale med en anden densitet, reflekteres en del af lyden tilbage. Ved at måle de nøjagtige tidspunkter, hvorpå lydbølger fra ultralydsonen ekko tilbage, kan sonden bestemme dybden af forskellige materialer inden for hvad der scannes. Frekvenserne, der bruges af en ultralydsonde, kan variere enormt afhængigt af dens anvendelse, lige fra så lavt som 50 kHz til så højt som 50 megahertz.
Den bedst kendte anvendelse af ultralyd er inden for medicin. En ultralydssonde kan producere billeder af interne strukturer, såsom muskler og blødt væv, samt strukturen af organer. Dette kan bruges, når en patient diagnosticeres til at undersøge væv og organer for skader eller abnormiteter, til at registrere arteriernes tilstand og blodstrømmen gennem dem og til at identificere strukturer såsom tumorer og nyresten. Ultralyd bruges også ofte til at producere billeder af et foster, mens det er i livmoderen. I mange situationer foretrækkes ultralyd frem for andre metoder, fordi det er en ikke-invasiv måde at se det indre af kroppen, som ikke involverer involverer elektromagnetisk stråling, og derfor ikke skaber risikoen for kromosomskade, der udføres af undersøgelsesmetoder, såsom røntgenstråler .
En ultralydssonde har nogle ulemper. Ultralyd kan give billeder af den udvendige overflade af knogler, men ultralydsbølger trænger ikke godt ind i knoglerne og er derfor ikke særlig effektive som en måde at undersøge det indre af knogler eller undersøge hjernen gennem kraniet. Ultralydbølger formerer sig heller ikke godt gennem gas. Dette gør ultralydsafbildning af lungerne næsten umulig med meget begrænsede undtagelser og forhindrer i høj grad ultralydsafbildning af bugspytkirtlen på grund af interferens forårsaget af gas i den nærliggende mave-tarmkanal. Ultralyd har også begrænset penetration, hvilket kan gøre ultralydsafbildning problematisk, når man prøver at undersøge dybt i kroppen, eller når en patient er betydelig overvægtig.
Ultralyd bruges også til industriel test. I lighed med ultralyd inden for medicin kan en ultralydsonde bruges til at tilvejebringe billeddannelse af et objekts indre struktur. Dette er en ekstremt værdifuld kapacitet, fordi den kan identificere interne abnormiteter og defekter, der ville være usynlige for en udvendig inspektion. Det kan også afsløre et materiales mikrostrukturelle egenskaber, såsom kornstørrelse og porøsitet, og give information om et materiales mekaniske egenskaber.
Industriel ultralyd bruges mest til metaller og metallegeringer, skønt det også kan anvendes på andre materialer, såsom keramik. Det bruges ofte til at kontrollere fremstillede genstande for produktionsfejl og til at kontrollere udstyr for skader, der er lidt af mekanisk belastning, korrosion eller andre kilder under brug. Brugen af ultralydssonder til test er ekstremt almindelig i transportrelaterede industrier, såsom jernbaner og rumfart, hvor subtile produktionsfejl eller akkumulerede mikrostrukturelle skader på materialer kan have katastrofale følger, hvis de ikke bliver bemærket.