Wat is een ultrasone sonde?
Een ultrasone sonde is een type sensor dat gebruikmaakt van ultrageluid, dat verwijst naar geluiden met frequenties hoger dan het menselijk oor kan detecteren. Vanwege de structuur van het oor kan een gezonde jonge volwassen mens geluiden waarnemen met frequenties tot ongeveer 20 kilohertz (kHz), hoewel de precieze drempel van persoon tot persoon varieert. Echografie is nuttig omdat het door een medium, zoals het lichaam van een persoon, kan doordringen en informatie kan geven over de interne structuur van het medium. Ultrasone sondes worden gebruikt voor een aantal verschillende gebieden, zoals diagnostische beeldvorming in de geneeskunde en kwaliteitstesten in de industrie.
Wanneer een geluidsgolf van het ene materiaal naar het andere gaat met een andere dichtheid, wordt een deel van het geluid teruggekaatst. Door de precieze tijden te meten waarop geluidsgolven van de ultrasone sonde terug echoën, kan de sonde de diepte van verschillende materialen bepalen binnen wat wordt gescand. De frequenties die worden gebruikt door een ultrasone sonde kunnen enorm variëren, afhankelijk van de toepassing, variërend van zo laag als 50 kHz tot wel 50 megahertz.
Het bekendste gebruik van echografie is in de geneeskunde. Een ultrasone sonde kan afbeeldingen produceren van interne structuren, zoals spieren en zacht weefsel, evenals de structuur van organen. Dit kan worden gebruikt bij het diagnosticeren van een patiënt om weefsels en organen te onderzoeken op schade of afwijkingen, om de toestand van slagaders en de bloedstroom erdoor te detecteren en om structuren zoals tumoren en nierstenen te identificeren. Echografie wordt ook vaak gebruikt om afbeeldingen van een foetus te produceren terwijl deze zich in de baarmoeder bevindt. In veel situaties heeft echografie de voorkeur boven andere methoden, omdat het een niet-invasieve manier is om de binnenkant van het lichaam te zien zonder elektromagnetische straling en dus geen risico op chromosoomschade veroorzaakt door onderzoeksmethoden zoals röntgenstralen .
Een ultrasone sonde heeft enkele nadelen. Echografie kan beelden geven van het buitenoppervlak van botten, maar ultrasone golven dringen niet goed door in botten en zijn dus niet erg effectief als een manier om de binnenkant van botten te onderzoeken of de hersenen door de schedel te onderzoeken. Ultrasone golven verspreiden zich ook niet goed door gas. Dit maakt ultrasone beeldvorming van de longen bijna onmogelijk, met zeer beperkte uitzonderingen, en belemmert sterk ultrasone beeldvorming van de alvleesklier als gevolg van interferentie veroorzaakt door gas in het nabijgelegen maagdarmkanaal. Echografie heeft ook een beperkte penetratie, waardoor ultrasone beeldvorming problematisch kan zijn wanneer u diep in het lichaam probeert te sonderen of wanneer een patiënt aanzienlijk overgewicht heeft.
Echografie wordt ook gebruikt voor industriële tests. Net als bij echografie in de geneeskunde, kan een ultrasone sonde worden gebruikt om de interne structuur van een object weer te geven. Dit is een uiterst waardevolle mogelijkheid omdat het interne afwijkingen en defecten kan identificeren die onzichtbaar zouden zijn voor een externe inspectie. Het kan ook de microstructurele eigenschappen van een materiaal, zoals korrelgrootte en porositeit, onthullen en informatie verschaffen over de mechanische eigenschappen van een materiaal.
Industriële echografie wordt meestal gebruikt voor metalen en metaallegeringen, hoewel het ook kan worden toegepast op andere materialen, zoals keramiek. Het wordt meestal gebruikt om gefabriceerde objecten te controleren op fabricagefouten en om apparatuur te controleren op schade die is opgelopen door mechanische stress, corrosie of andere bronnen tijdens gebruik. Het gebruik van ultrasone sondes voor testen is zeer gebruikelijk in transportgerelateerde industrieën, zoals spoorwegen en ruimtevaart, waar subtiele fabricagefouten of geaccumuleerde microstructurele schade aan materialen catastrofale gevolgen kunnen hebben als ze niet worden opgemerkt.