O que é uma sonda ultra-sônica?
Uma sonda ultrassônica é um tipo de sensor que usa ultrassom, que se refere a sons em frequências mais altas do que o ouvido humano pode detectar. Devido à estrutura do ouvido, um jovem adulto saudável pode perceber sons com frequências de até cerca de 20 kilohertz (kHz), embora o limiar exato varie de pessoa para pessoa. O ultrassom é útil porque pode penetrar através de um meio, como o corpo de uma pessoa, e fornecer informações sobre a estrutura interna do meio. As sondas ultrassônicas são usadas para diversas áreas, como diagnóstico por imagem em medicina e teste de qualidade na indústria.
Quando uma onda sonora passa de um material para outro com uma densidade diferente, parte do som é refletida de volta. Medindo os tempos precisos nos quais as ondas sonoras da sonda ultrassônica ecoam de volta, a sonda pode determinar a profundidade de diferentes materiais dentro do que estiver sendo digitalizado. As frequências usadas por uma sonda ultrassônica podem variar enormemente, dependendo de sua aplicação, variando de 50 kHz a 50 megahertz.
O uso mais conhecido do ultrassom é na medicina. Uma sonda ultrassônica pode produzir imagens de estruturas internas, como músculos e tecidos moles, bem como a estrutura dos órgãos. Isso pode ser usado durante o diagnóstico de um paciente para examinar tecidos e órgãos em busca de danos ou anormalidades, detectar o estado das artérias e o fluxo de sangue através delas e identificar estruturas como tumores e pedras nos rins. O ultra-som também é freqüentemente usado para produzir imagens de um feto enquanto está no útero. Em muitas situações, o ultrassom é preferível a outros métodos, porque é uma maneira não invasiva de ver o interior do corpo que não envolve radiação eletromagnética e, portanto, não cria o risco de danos cromossômicos causados por métodos de exame como raios-x .
Uma sonda ultrassônica tem algumas desvantagens. O ultrassom pode fornecer imagens da superfície externa dos ossos, mas as ondas ultrassônicas não penetram bem nos ossos e, portanto, não são muito eficazes como uma maneira de investigar o interior dos ossos ou examinar o cérebro através do crânio. As ondas ultrassônicas também não se propagam bem através do gás. Isso torna quase impossível a imagem ultrassônica dos pulmões, com exceções muito limitadas, e impede imensamente a imagem ultrassônica do pâncreas devido à interferência causada por gás no trato gastrointestinal próximo. O ultrassom também possui penetração limitada, o que pode tornar problemática a imagem ultrassônica ao tentar investigar profundamente no corpo ou quando um paciente está significativamente acima do peso.
O ultrassom também é usado para testes industriais. Semelhante ao ultrassom na medicina, uma sonda ultrassônica pode ser usada para fornecer imagens da estrutura interna de um objeto. Essa é uma capacidade extremamente valiosa porque pode identificar anormalidades e defeitos internos que seriam invisíveis a uma inspeção externa. Também pode revelar as propriedades microestruturais de um material, como tamanho e porosidade dos grãos, e fornecer informações sobre as características mecânicas de um material.
O ultrassom industrial é mais comumente usado para metais e ligas metálicas, embora também possa ser aplicado a outros materiais, como a cerâmica. É comumente usado para verificar objetos fabricados quanto a defeitos de fabricação e para verificar se há danos nos equipamentos sofridos por estresse mecânico, corrosão ou outras fontes durante o uso. O uso de sondas ultrassônicas para testes é extremamente comum em indústrias relacionadas ao transporte, como ferrovias e aeroespaciais, onde defeitos sutis de fabricação ou danos microestruturais acumulados aos materiais podem ter consequências catastróficas se despercebidos.