ულტრაბგერითი სიჩქარის საზომი და ულტრაბგერითი მოწყობილობა

ბეტონში ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე მერყეობს 2800-დან 4800 მ/წმ-მდე, მისი აგებულებისა და სიძლიერის მიხედვით (ცხრილი 2.2.2).

ცხრილი 2.2.2

მასალა	ρ, გ/სმ3	ვ p p, m/s
Ფოლადი	7.8
დურალუმინი	2.7
სპილენძი	8.9
პლექსიგლასი	1.18
შუშა	3.2
Საჰაერო	1.29x10-3
წყალი	1.00
ზეთის გადატანა	0.895
პარაფინი	0.9
რეზინი	0.9
გრანიტი	2.7
მარმარილო	2.6
ბეტონი (30 დღეზე მეტი)	2.3-2.45	2800-4800
აგური:
სილიკატური	1.6-2.5	1480-3000
თიხა	1.2-2.4	1320-2800
გამოსავალი:
ცემენტი	1.8-2.2	1930-3000
ცაცხვი	1.5-2.1	1870-2300

ასეთი სიჩქარის გაზომვა შედარებით მცირე რაიონებში (საშუალოდ 0,1-1 მ) შედარებით რთული ტექნიკური პრობლემაა, რომლის გადაჭრა შესაძლებელია მხოლოდ მაღალი დონერადიო ელექტრონიკის განვითარება. ულტრაბგერითი გავრცელების სიჩქარის გაზომვის ყველა არსებული მეთოდიდან, სამშენებლო მასალების შესამოწმებლად მათი გამოყენების შესაძლებლობის თვალსაზრისით, შეიძლება გამოიყოს შემდეგი:

აკუსტიკური ინტერფერომეტრის მეთოდი;

რეზონანსული მეთოდი;

მოგზაურობის ტალღის მეთოდი;

იმპულსური მეთოდი.

ბეტონში ულტრაბგერის სიჩქარის გასაზომად ყველაზე ფართოდ გამოიყენება პულსის მეთოდი. იგი ეფუძნება მოკლე ულტრაბგერითი იმპულსების განმეორებით გაგზავნას ბეტონში 30-60 ჰც-ის გამეორების სიხშირით და ამ პულსების გავრცელების დროის გაზომვას გარკვეულ მანძილზე, რომელსაც უწოდებენ ჟღერადობას, ე.ი.

ამიტომ, ულტრაბგერის სიჩქარის დასადგენად, საჭიროა გავზომოთ პულსის მიერ გავლილი მანძილი (ჟღერადობის საფუძველი), და დრო, რომელიც სჭირდება ულტრაბგერის გავრცელებას გამოსხივების ადგილიდან მიღებამდე. ხმის ბაზის გაზომვა შესაძლებელია ნებისმიერი მოწყობილობით 0,1 მმ სიზუსტით. ულტრაბგერის გავრცელების დრო უმეტეს თანამედროვე მოწყობილობებში იზომება ელექტრონული კარიბჭის შევსებით მაღალი სიხშირის (10 MHz-მდე) დათვლის იმპულსებით, რომელთა დასაწყისი შეესაბამება პულსის გამოსხივების მომენტს, ხოლო დასასრული შეესაბამება მის ჩამოსვლას. მიმღებზე. ასეთი მოწყობილობის გამარტივებული ფუნქციური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 2.2.49.

სქემა მუშაობს შემდეგნაირად. მთავარი ოსცილატორი 1 წარმოქმნის ელექტრულ იმპულსებს 30-დან 50 ჰც-მდე სიხშირით, რაც დამოკიდებულია მოწყობილობის დიზაინზე, და იწყებს მაღალი ძაბვის გენერატორს 2, რომელიც წარმოქმნის მოკლე ელექტრულ იმპულსებს 100 ვ ამპლიტუდით. ეს პულსები შედის ემიტერში. , რომელშიც, პიეზოელექტრული ეფექტის გამოყენებით, ისინი გარდაიქმნება მექანიკური ვიბრაციის პაკეტში (5-დან 15 ცალამდე) 60-100 kHz სიხშირით და შეჰყავთ კონტროლირებად პროდუქტში აკუსტიკური შეზეთვის გზით. ამავდროულად, იხსნება ელექტრონული კარიბჭე, რომელიც ივსება დათვლის იმპულსებით და ამოქმედდება სკანერი, იწყება ელექტრონული სხივის მოძრაობა კათოდური სხივის მილის (CRT) ეკრანის გასწვრივ.

ბრინჯი. 2.2.49. ულტრაბგერითი მოწყობილობის გამარტივებული ფუნქციური დიაგრამა:

1 - სამაგისტრო გენერატორი; 2 - მაღალი ძაბვის ელექტრული იმპულსების გენერატორი; 3 - ულტრაბგერითი იმპულსების გამომცემი; 4 - კონტროლირებადი პროდუქტი; 5 - მიმღები; 6 - გამაძლიერებელი; 7 - კარიბჭის ფორმირების გენერატორი; 8 - იმპულსების დათვლის გენერატორი; 9 - სკანერი; 10 - მაჩვენებელი; 11 - პროცესორი; 12 - კოეფიციენტის შეყვანის ბლოკი; 13 - მნიშვნელობების ციფრული მაჩვენებელი t, V, R

ულტრაბგერითი მექანიკური რხევების შეკვრის სათავე ტალღა, რომელმაც გაიარა L სიგრძის კონტროლირებადი პროდუქტი, t დროის გატარებისას, შედის მიმღებში 5, რომელშიც ის გარდაიქმნება ელექტრული იმპულსების პაკეტში.

იმპულსების შემომავალი აფეთქება ძლიერდება გამაძლიერებელ 6-ში და შედის ვერტიკალურ სკანერში ვიზუალური კონტროლისთვის CRT ეკრანზე და ამ აფეთქების პირველი პულსი ხურავს კარიბჭეს, აჩერებს პულსების დათვლის წვდომას. ამრიგად, ელექტრონული კარიბჭეები ღია იყო იმპულსების დასათვლელად ულტრაბგერითი ვიბრაციების გამოსხივების მომენტიდან მიმღებთან მისვლამდე, ე.ი. დრო ტ. შემდეგი, მრიცხველი ითვლის დათვლის იმპულსების რაოდენობას, რომლებმაც შეავსეს კარიბჭე, და შედეგი ნაჩვენებია ინდიკატორზე 13.

Ზოგიერთ თანამედროვე ტექნიკაროგორიცაა "პულსარ-1.1", არის პროცესორი და კოეფიციენტის შეყვანის ერთეული, რომლის დახმარებით წყდება "სიჩქარე-სიძლიერის" დამოკიდებულების ანალიტიკური განტოლება და დრო t, სიჩქარე V და ბეტონის სიძლიერე R არის. ნაჩვენებია ციფრულ ეკრანზე.

ბეტონში და სხვა სამშენებლო მასალებში ულტრაბგერითი გავრცელების სიჩქარის გასაზომად 80-იან წლებში მასობრივი წარმოების ულტრაბგერითი მოწყობილობები UKB-1M, UK-10P, UK-10PM, UK-10PMS, UK-12P, UF-90PTs, Beton-5. , რაც თავად კარგად არის რეკომენდებული.

ნახ. 2.2.50 აჩვენებს მოწყობილობის UK-10PMS ზოგად ხედს.

ბრინჯი. 2.2.50. ულტრაბგერითი მოწყობილობა UK-10PMS

ბეტონში ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარეზე მოქმედი ფაქტორები

ბუნებაში არსებული ყველა მასალა შეიძლება დაიყოს ორ დიდ ჯგუფად, შედარებით ერთგვაროვანი და ჰეტეროგენურობის ან ჰეტეროგენურობის დიდი ხარისხით. შედარებით ერთგვაროვან მასალებს მიეკუთვნება ისეთები, როგორიცაა მინა, გამოხდილი წყალი და სხვა მასალები მუდმივი სიმკვრივით ნორმალურ პირობებში და ჰაერის ჩანართების არარსებობით. მათთვის ნორმალურ პირობებში ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე თითქმის მუდმივია. ჰეტეროგენულ მასალებში, რომლებიც მოიცავს სამშენებლო მასალების უმეტესობას, ბეტონის ჩათვლით, შიდა სტრუქტურა, მიკრონაწილაკების და დიდი შემადგენელი ელემენტების ურთიერთქმედება არ არის მუდმივი როგორც მოცულობით, ასევე დროში. მათი სტრუქტურა მოიცავს მიკრო და მაკროფორებს, ბზარებს, რომლებიც შეიძლება იყოს მშრალი ან წყლით სავსე.

დიდი და პატარა ნაწილაკების ურთიერთგანლაგება ასევე არასტაბილურია. ეს ყველაფერი მივყავართ იმ ფაქტს, რომ მათში ულტრაბგერის გავრცელების სიმკვრივე და სიჩქარე არ არის მუდმივი და მერყეობს ფართო დიაპაზონში. მაგიდაზე. 2.2.2 გვიჩვენებს სიმკვრივის ρ და ულტრაბგერის V გავრცელების სიჩქარის მნიშვნელობებს ზოგიერთი მასალისთვის.

შემდეგ განვიხილავთ, თუ როგორ მოქმედებს ბეტონის პარამეტრების ცვლილებები, როგორიცაა სიმტკიცე, შემადგენლობა და უხეში აგრეგატის ტიპი, ცემენტის რაოდენობა, ტენიანობა, ტემპერატურა და არმატურის არსებობა ბეტონში ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარეზე. ეს ცოდნა აუცილებელია ულტრაბგერითი მეთოდით ბეტონის სიმტკიცის შემოწმების შესაძლებლობის ობიექტური შეფასებისთვის, აგრეთვე კონტროლის რიგი შეცდომების აღმოსაფხვრელად, რომლებიც დაკავშირებულია ამ ფაქტორების ცვლილებასთან.

ბეტონის სიძლიერის გავლენა

ექსპერიმენტული კვლევები აჩვენებს, რომ ბეტონის სიმტკიცის მატებასთან ერთად იზრდება ულტრაბგერის სიჩქარე.

ეს აიხსნება იმით, რომ სიჩქარის მნიშვნელობა, ისევე როგორც სიძლიერის მნიშვნელობა, დამოკიდებულია შიდასტრუქტურული ობლიგაციების მდგომარეობაზე.

როგორც გრაფიკიდან ჩანს (ნახ. 2.2.51), სხვადასხვა კომპოზიციის ბეტონისთვის „სიჩქარე-სიძლიერის“ დამოკიდებულება არ არის მუდმივი, საიდანაც გამომდინარეობს, რომ ამ დამოკიდებულებაზე სიძლიერის გარდა სხვა ფაქტორებიც მოქმედებს.

ბრინჯი. 2.2.51. კავშირი ულტრაბგერითი V სიჩქარისა და სიძლიერის Rc-ს შორის სხვადასხვა კომპოზიციის ბეტონებისთვის

სამწუხაროდ, ზოგიერთი ფაქტორი უფრო მეტად მოქმედებს ულტრაბგერის სიჩქარეზე, ვიდრე ძალაზე, რაც ულტრაბგერითი მეთოდის ერთ-ერთი სერიოზული მინუსია.

თუ ავიღებთ მუდმივი შემადგენლობის ბეტონს და შევცვლით სიმტკიცეს სხვადასხვა W/C მიღებით, მაშინ სხვა ფაქტორების გავლენა იქნება მუდმივი, ხოლო ულტრაბგერის სიჩქარე შეიცვლება მხოლოდ ბეტონის სიძლიერიდან. ამ შემთხვევაში „სიჩქარე-სიძლიერის“ დამოკიდებულება უფრო განსაზღვრული გახდება (ნახ. 2.2.52).

ბრინჯი. 2.2.52. დამოკიდებულების "სიჩქარე-სიძლიერე" ბეტონის მუდმივი შემადგენლობისთვის, მიღებული ბეტონის საქონლის No1 ქარხანაში სამარაში.

ცემენტის ტიპისა და ბრენდის გავლენა

ჩვეულებრივ პორტლანდცემენტზე და სხვა ცემენტებზე ბეტონის ტესტირების შედეგების შედარებისას შეიძლება დავასკვნათ, რომ მინერალოგიური შემადგენლობა მცირე გავლენას ახდენს "სიჩქარე-სიძლიერის" დამოკიდებულებაზე. ძირითად გავლენას ახდენს ტრიკალციუმის სილიკატის შემცველობა და ცემენტის დაფქვის სისუფთავე. უფრო მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს "სიჩქარე-სიძლიერის" ურთიერთობაზე არის ცემენტის მოხმარება 1 მ 3 ბეტონზე, ე.ი. მისი დოზა. ბეტონში ცემენტის რაოდენობის მატებასთან ერთად, ულტრაბგერის სიჩქარე უფრო ნელა იზრდება, ვიდრე ბეტონის მექანიკური სიმტკიცე.

ეს აიხსნება იმით, რომ ბეტონში გავლისას ულტრაბგერითი ვრცელდება როგორც მსხვილ აგრეგატში, ასევე ნაღმტყორცნების ნაწილში, რომელიც აკავშირებს აგრეგატის გრანულებს და მისი სიჩქარე დიდწილად დამოკიდებულია მსხვილ აგრეგატში გავრცელების სიჩქარეზე. თუმცა ბეტონის სიმტკიცე ძირითადად დამოკიდებულია ნაღმტყორცნების კომპონენტის სიძლიერეზე. ცემენტის რაოდენობის გავლენა ბეტონის სიმტკიცეზე და ულტრაბგერის სიჩქარეზე ნაჩვენებია ნახ. 2.2.53.

ბრინჯი. 2.2.53. ცემენტის დოზის გავლენა დამოკიდებულებაზე

"სიჩქარე-ძალა"

1 - 400 კგ / მ 3; 2 - 350 კგ / მ 3; 3 - 300 კგ / მ 3; 4 - 250 კგ / მ 3; 5 - 200 კგ/მ3

წყალ-ცემენტის თანაფარდობის გავლენა

W/C-ის შემცირებით, ბეტონის სიმკვრივე და სიმტკიცე იზრდება, შესაბამისად, იზრდება ულტრაბგერის სიჩქარე. W/C-ის მატებასთან ერთად შეინიშნება ინვერსიული ურთიერთობა. შესაბამისად, W/C-ის ცვლილება არ იწვევს მნიშვნელოვან გადახრებს დადგენილ დამოკიდებულების „სიჩქარე-სიძლიერეში. ამიტომ ბეტონის სიმტკიცის შესაცვლელად კალიბრაციის მრუდების აგებისას რეკომენდირებულია გამოიყენოთ სხვადასხვა W/C.

გავლენის ნახვადა უხეში აგრეგატის რაოდენობა

უხეში შემავსებლის ტიპი და რაოდენობა მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს "სიჩქარე-სიძლიერის" დამოკიდებულების ცვლილებაზე. ულტრაბგერის სიჩქარე აგრეგატში, განსაკუთრებით ისეთებში, როგორიცაა კვარცი, ბაზალტი, მყარი კირქვა, გრანიტი, ბევრად აღემატება ბეტონში მისი გავრცელების სიჩქარეს.

უხეში აგრეგატის ტიპი და რაოდენობა ასევე გავლენას ახდენს ბეტონის სიმტკიცეზე. ზოგადად მიღებულია, რომ რაც უფრო ძლიერია აგრეგატი, მით უფრო მაღალია ბეტონის სიმტკიცე. მაგრამ ზოგჯერ თქვენ უნდა გაუმკლავდეთ ასეთ ფენომენს, როდესაც ნაკლებად გამძლე დატეხილი ქვის გამოყენება, მაგრამ უხეში ზედაპირით, საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ბეტონი უფრო მაღალი Re ღირებულებით, ვიდრე გამძლე ხრეშის გამოყენებისას, მაგრამ გლუვი ზედაპირით.

ზე მცირე ცვლილებადატეხილი ქვის მოხმარება, ბეტონის სიმტკიცე ოდნავ იცვლება. ამავდროულად, უხეში შემავსებლის ოდენობის ასეთი ცვლილება დიდ გავლენას ახდენს ულტრაბგერის სიჩქარეზე.

როდესაც ბეტონი გაჯერებულია დატეხილი ქვით, იზრდება ულტრაბგერითი სიჩქარის მნიშვნელობა. უხეში აგრეგატის ტიპი და რაოდენობა სხვა ფაქტორებზე მეტად მოქმედებს კავშირზე "სიჩქარე - სიმტკიცე" (ნახ. 2.2.54 - 2.2.56).

ბრინჯი. 2.2.54. უხეში აგრეგატის არსებობის გავლენა "სიჩქარე-სიძლიერეზე" დამოკიდებულებაზე:

1 - ცემენტის ქვა; 2 - ბეტონი აგრეგატის ზომით 30 მმ-მდე

ბრინჯი. 2.2.55. დამოკიდებულების "სიჩქარე-სიძლიერე" ბეტონებისთვის აგრეგატების სხვადასხვა სიმკვრივით: 1-1 მმ; 2-3 მმ; 3-7 მმ; 4-30 მმ

ბრინჯი. 2.2.56. ბეტონის "სიჩქარე-სიძლიერის" დამოკიდებულება შემავსებლით:

1-ქვიშაქვა; 2-კირქვა; 3-გრანიტი; 4-ბაზალტი

გრაფიკებიდან ჩანს, რომ დატეხილი ქვის რაოდენობის ზრდა ბეტონის მოცულობის ერთეულზე ან მასში ულტრაბგერის სიჩქარის ზრდა იწვევს ბეტონში ულტრაბგერის სიჩქარის ზრდას უფრო ინტენსიურად, ვიდრე სიმტკიცე.

ტენიანობის და ტემპერატურის გავლენა

ბეტონის ტენიანობა ორაზროვან გავლენას ახდენს მის სიძლიერესა და ულტრაბგერითი სიჩქარეზე. ბეტონის ტენიანობის მატებასთან ერთად, კომპრესიული ძალა მცირდება ინტერკრისტალური ბმების ცვლილების გამო, მაგრამ ულტრაბგერის სიჩქარე იზრდება, რადგან ჰაერის ფორები და მიკრობზარები ივსება წყლით, აუფრო სწრაფად წყალში, ვიდრე ჰაერში.

ბეტონის ტემპერატურა 5-40 ° C დიაპაზონში პრაქტიკულად არ მოქმედებს სიძლიერეზე და სიჩქარეზე, მაგრამ გამაგრებული ბეტონის ტემპერატურის მატება მითითებულ დიაპაზონს მიღმა იწვევს მისი სიძლიერისა და სიჩქარის შემცირებას შინაგანი გაზრდის გამო. მიკრობზარები.

ნეგატიურ ტემპერატურაზე ულტრაბგერის სიჩქარე იზრდება შეუზღუდავი წყლის ყინულში გადაქცევის გამო. ამიტომ არ არის რეკომენდებული ბეტონის სიძლიერის განსაზღვრა ულტრაბგერითი მეთოდით უარყოფით ტემპერატურაზე.

ულტრაბგერის გავრცელება ბეტონში

ბეტონი თავის სტრუქტურაში არის ჰეტეროგენული მასალა, რომელიც მოიცავს ნაღმტყორცნების ნაწილს და უხეში აგრეგატს. ნაღმტყორცნების ნაწილი, თავის მხრივ, არის გამაგრებული ცემენტის ქვა კვარცის ქვიშის ნაწილაკების ჩართვით.

ბეტონის დანიშნულებისა და სიმტკიცის მახასიათებლების მიხედვით, ცემენტის, ქვიშის, დამსხვრეული ქვის და წყლის თანაფარდობა იცვლება. სიძლიერის უზრუნველყოფის გარდა, ბეტონის შემადგენლობა დამოკიდებულია რკინაბეტონის პროდუქტების წარმოების ტექნოლოგიაზე. მაგალითად, კასეტების წარმოების ტექნოლოგიით, საჭიროა ბეტონის ნარევის უფრო დიდი პლასტიურობა, რაც მიიღწევა ცემენტისა და წყლის გაზრდილი მოხმარებით. ამ შემთხვევაში ბეტონის ნაღმტყორცნებიანი ნაწილი იზრდება.

სკამების ტექნოლოგიის შემთხვევაში, განსაკუთრებით მყისიერი ამოღების მიზნით, გამოიყენება ხისტი ნარევები შემცირებული ცემენტის მოხმარებით.

უხეში აგრეგატის ფარდობითი მოცულობა ამ შემთხვევაში იზრდება. შესაბამისად, ბეტონის იგივე სიმტკიცის მახასიათებლებით, მისი შემადგენლობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ფართო საზღვრებში. ბეტონის სტრუქტურის ფორმირებაზე გავლენას ახდენს პროდუქციის წარმოების ტექნოლოგია: ბეტონის ნარევის შერევის ხარისხი, მისი ტრანსპორტირება, დატკეპნა, თერმული და ტენიანი დამუშავება გამკვრივების დროს. აქედან გამომდინარეობს, რომ გამაგრებული ბეტონის თვისებაზე გავლენას ახდენს დიდი რიცხვიფაქტორები და გავლენა ორაზროვანი და შემთხვევითია. ეს ხსნის ბეტონის ჰეტეროგენურობის მაღალ ხარისხს როგორც შემადგენლობით, ასევე მისი თვისებებით. ბეტონის ჰეტეროგენულობა და განსხვავებული თვისებები ასევე აისახება მის აკუსტიკურ მახასიათებლებში.

დღეისათვის, მიუხედავად მრავალი მცდელობისა, ჯერ არ არის შემუშავებული ულტრაბგერითი ბეტონის მეშვეობით გავრცელების ერთიანი სქემა და თეორია, რაც აიხსნება ) უპირველეს ყოვლისა, ზემოაღნიშნული მრავალი ფაქტორის არსებობა, რომლებიც გავლენას ახდენენ ბეტონის სიძლიერესა და აკუსტიკური თვისებებზე სხვადასხვა გზით. ამ მდგომარეობას ისიც ამძაფრებს, რომ ჯერ კიდევ არ არის განვითარებული ზოგადი თეორიაულტრაბგერითი ვიბრაციების გავრცელება მაღალი ხარისხის არაჰომოგენურობის მქონე მასალის მეშვეობით. ეს არის ერთადერთი მიზეზი, რის გამოც ბეტონში ულტრაბგერის სიჩქარე განისაზღვრება როგორც ერთგვაროვანი მასალის ფორმულით

სადაც L არის ულტრაბგერით გავლილი გზა, m (ბაზა);

t არის ამ გზის გავლაზე გატარებული დრო, μs.

განვიხილოთ უფრო დეტალურად იმპულსური ულტრაბგერის გავრცელების სქემა ბეტონის, როგორც არაერთგვაროვანი მასალის მეშვეობით. მაგრამ პირველ რიგში, ჩვენ შევზღუდავთ იმ ტერიტორიას, რომელშიც ჩვენი მსჯელობა იქნება მართებული ბეტონის ნარევის შემადგენლობის გათვალისწინებით, რომელიც ყველაზე გავრცელებულია რკინაბეტონის ქარხნებში და სამშენებლო ობიექტებში, რომელიც შედგება ცემენტისგან, მდინარის ქვიშისგან, უხეში აგრეგატისგან და წყლისგან. ამ შემთხვევაში, ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ უხეში აგრეგატის სიმტკიცე უფრო მაღალია, ვიდრე ბეტონის სიმტკიცე. ეს მართალია კირქვის, მარმარილოს, გრანიტის, დოლომიტის და სხვა ქანების გამოყენებისას, რომელთა სიმძლავრეა დაახლოებით 40 მპა, როგორც უხეში აგრეგატი. პირობითად დავუშვათ, რომ გამაგრებული ბეტონი შედგება ორი კომპონენტისგან: შედარებით ერთგვაროვანი ნაღმტყორცნების ნაწილი სიმკვრივით ρ და სიჩქარით V და უხეში აგრეგატი ρ და V-ით.

ზემოაღნიშნული დაშვებებისა და შეზღუდვების გათვალისწინებით, გამაგრებული ბეტონი შეიძლება ჩაითვალოს მყარ გარემოდ აკუსტიკური წინაღობით:

განვიხილოთ სათავე ულტრაბგერითი ტალღის გავრცელების სქემა ემიტერი 1-დან მიმღებ 2-მდე L სისქის გამაგრებული ბეტონის მეშვეობით (ნახ. 2.2.57).

ბრინჯი. 2.2.57. თავის ულტრაბგერითი ტალღის გავრცელების სქემა

ბეტონში:

1 - ემიტერი; 2 - მიმღები; 3 - საკონტაქტო ფენა; 4 - ტალღის გავრცელება გრანულებში; 5 - ტალღის გავრცელება ხსნარის ნაწილში

სათავე ულტრაბგერითი ტალღა ემიტერი 1-დან პირველ რიგში შედის კონტაქტურ ფენაში 3, რომელიც მდებარეობს გამოსხივების ზედაპირსა და ბეტონს შორის. ულტრაბგერითი ტალღის საკონტაქტო ფენის გასავლელად, იგი უნდა იყოს სავსე გამტარი სითხით ან საპოხი საშუალებით, რომელიც ყველაზე ხშირად გამოიყენება ტექნიკურ ვაზელინად. საკონტაქტო ფენის გავლის შემდეგ (t 0 დროში) ულტრაბგერითი ტალღა ნაწილობრივ აირეკლება საპირისპირო მიმართულებით, დანარჩენი კი ბეტონში შევა. რაც უფრო თხელია საკონტაქტო ფენა ტალღის სიგრძესთან შედარებით, ტალღის უფრო მცირე ნაწილი აისახება.

ბეტონის სისქეში შესვლის შემდეგ, სათავე ტალღა დაიწყებს გავრცელებას ბეტონის ნაღმტყორცნების ნაწილში ემიტერის დიამეტრის შესაბამის ფართობზე. გარკვეული მანძილის Δ გავლის შემდეგ ლ 1, დროის შემდეგ Δ ტ 1 თავი ტალღა თითო გარკვეული ტერიტორიახვდება უხეში აგრეგატის ერთ ან მეტ გრანულს, ნაწილობრივ აირეკლავს მათგან და უმეტესი ნაწილი ხვდება გრანულებში და იწყებს მათში გავრცელებას. გრანულებს შორის, ტალღა გააგრძელებს გავრცელებას ხსნარის ნაწილში.

მიღებული პირობის გათვალისწინებით, რომ უხეში შემავსებლის მასალაში ულტრაბგერის სიჩქარე უფრო დიდია, ვიდრე ნაღმტყორცნების ნაწილში, მანძილი d, უდრის დატეხილი ქვის დიამეტრის საშუალო მნიშვნელობას, ტალღას, რომელიც გავრცელდა გრანულებში V სიჩქარით. 2 იქნება პირველი, რომელიც გაივლის და ტალღა, რომელიც გაიარა ნაღმტყორცნების ნაწილში, გადაიდება.

პირველი უხეში აგრეგატის გრანულების გავლის შემდეგ, ტალღა მიუახლოვდება ნაღმტყორცნების ნაწილთან ინტერფეისს, ნაწილობრივ აირეკლება და ნაწილობრივ შედის მასში. ამ შემთხვევაში, გრანულები, რომლებშიც გადიოდა სათავე ტალღა, შემდგომში შეიძლება ჩაითვალოს ბეტონის ნაღმტყორცნების ნაწილში ულტრაბგერითი ტალღის გამოსხივების ელემენტარული სფერული წყაროები, რომლებზეც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჰიუგენსის პრინციპი.

ხსნარში მეზობელ გრანულებს შორის მინიმალური მანძილის გავლის შემდეგ, სათავე ტალღა შევა მათში და დაიწყებს მათში გავრცელებას, გადააქცევს მათ შემდეგ ელემენტარულ წყაროებად. ამრიგად, t დროის შემდეგ, როდესაც გაივლის ბეტონის L მთელ სისქეს და მეორე საკონტაქტო ფენას 3, სათავე ტალღა შევა მიმღებში 2, სადაც ის გარდაიქმნება ელექტრულ სიგნალად.

განხილული სქემიდან გამომდინარეობს, რომ სათავე ტალღა ემიტერიდან 1-დან მიმღებამდე 2-მდე ვრცელდება უხეში აგრეგატის გრანულებისა და ამ გრანულების დამაკავშირებელი ნაღმტყორცნების ნაწილზე გამავალი ბილიკის გასწვრივ და ეს გზა განისაზღვრება მინიმალური გატარებული დროის მდგომარეობიდან. .

ამიტომ დრო t არის

სად არის გატარებული დრო გრანულების დამაკავშირებელი ნაღმტყორცნების ნაწილის გავლაზე;

- გრანულების გასავლელად საჭირო დრო. ულტრაბგერით გავლილი გზა L უდრის

სადაც: არის მთლიანი გზა, რომელიც გავლილია თავთავის ტალღის მიერ ნაღმტყორცნების ნაწილში;

მთლიანი გზა, რომელიც გაიარა თავის ტალღამ გრანულების გავლით.

მთლიანი მანძილი L, რომელსაც გაივლის მშვილდი ტალღა, შეიძლება იყოს უფრო დიდი ვიდრე გეომეტრიული მანძილი გადამცემსა და მიმღებს შორის, რადგან ტალღა ვრცელდება მაქსიმალური სიჩქარის გზაზე და არა მინიმალური გეომეტრიული მანძილის გასწვრივ.

ულტრაბგერითი კონტაქტური ფენების გასავლელად გატარებული დრო უნდა გამოკლდეს მთლიან გაზომულ დროს.

ტალღები, რომლებიც მიჰყვება სათავე ტალღას, ასევე ვრცელდება მაქსიმალური სიჩქარის გზაზე, მაგრამ მათი გადაადგილებისას ისინი შეხვდებიან ასახულ ტალღებს უხეში აგრეგატის გრანულებსა და ნაღმტყორცნების ნაწილს შორის. თუ გრანულების დიამეტრი ტოლია ტალღის სიგრძის ან მისი ნახევარის, მაშინ აკუსტიკური რეზონანსი შეიძლება მოხდეს გრანულის შიგნით. ჩარევისა და რეზონანსის ეფექტი შეიძლება შეინიშნოს ულტრაბგერითი ტალღების შეკვრის სპექტრულ ანალიზში, რომელიც გადაცემულია ბეტონის სხვადასხვა ზომის აგრეგატებით.

ზემოთ განხილული იმპულსური ულტრაბგერის სათავე ტალღის გავრცელების სქემა მოქმედებს მხოლოდ განყოფილების დასაწყისში მითითებული თვისებების მქონე ბეტონებზე, ე.ი. ულტრაბგერის გავრცელების მექანიკური სიძლიერე და სიჩქარე მასალაში, საიდანაც მიიღება უხეში აგრეგატის გრანულები, აღემატება ბეტონის ნაღმტყორცნების ნაწილში არსებულ სიმტკიცეს და სიჩქარეს. ასეთ თვისებებს ფლობს რკინაბეტონის ქარხნებში და სამშენებლო ობიექტებში გამოყენებული ბეტონის უმეტესობა, სადაც გამოყენებულია კირქვის, მარმარილოს, გრანიტის დატეხილი ქვა. გაფართოებული თიხის ბეტონისთვის, ქაფბეტონისთვის, ბეტონისთვის ტუფის შემავსებლით, ულტრაბგერითი გამრავლების სქემა შეიძლება განსხვავებული იყოს.

განხილული სქემის მართებულობა დასტურდება ექსპერიმენტებით. ასე რომ, ნახ. 2.2.54 ჩანს, რომ ცემენტის ნაწილზე დამატებისას გარკვეული თანხადამსხვრეული ქვა, ულტრაბგერის სიჩქარე იზრდება ბეტონის სიძლიერის უმნიშვნელო მატებით (და ზოგჯერ შემცირებით).

ნახ. 2.2.56 შესამჩნევია, რომ უხეში აგრეგატის მასალაში ულტრაბგერის სიჩქარის მატებასთან ერთად იზრდება მისი სიჩქარე ბეტონში.

სიჩქარის მატება ბეტონში უფრო დიდი აგრეგატებით (ნახ. 2.2.55) ასევე აიხსნება ამ სქემით, ვინაიდან დიამეტრის მატებასთან ერთად ულტრაბგერითი გზა აგრეგატის მასალაში გრძელდება.

ულტრაბგერითი გავრცელების შემოთავაზებული სქემა შესაძლებელს გახდის ობიექტურად შეფასდეს ულტრაბგერითი მეთოდის შესაძლებლობები ხარვეზის გამოვლენისა და ბეტონის სიძლიერის კონტროლისთვის.

თავი ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის სახელმძღვანელოს I ტომიდან, დაწერილი რუსეთის დიპლომისშემდგომი განათლების სამედიცინო აკადემიის ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის დეპარტამენტის თანამშრომლების მიერ (CD 2001), რედაქტორი მიტკოვი ვ.ვ.

(სტატია მოიძებნა ინტერნეტში)

1. ულტრაბგერის ფიზიკური თვისებები
2. ასახვა და გაფანტვა
3. სენსორები და ულტრაბგერითი ტალღა
4. ნელი სკანირების მოწყობილობები
5. სწრაფი სკანირების ხელსაწყოები
6. დოპლერის მოწყობილობები
7. არტეფაქტები
8. ულტრაბგერითი აღჭურვილობის ხარისხის კონტროლი
9. ულტრაბგერის ბიოლოგიური ეფექტი და უსაფრთხოება
10. ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის ახალი ტენდენციები
11. ლიტერატურა
12. ტესტის კითხვები

ულტრაბგერის ფიზიკური თვისებები

სამედიცინო დიაგნოსტიკაში ულტრაბგერის გამოყენება დაკავშირებულია შინაგანი ორგანოებისა და სტრუქტურების გამოსახულების მიღების შესაძლებლობასთან. მეთოდის საფუძველია ულტრაბგერითი ურთიერთქმედება ადამიანის სხეულის ქსოვილებთან. თავად სურათის მიღება შეიძლება დაიყოს ორ ნაწილად. პირველი არის მოკლე ულტრაბგერითი იმპულსების გამოსხივება, რომელიც მიმართულია შესწავლილ ქსოვილებში და მეორე არის გამოსახულების ფორმირება არეკლილი სიგნალების საფუძველზე. ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკური განყოფილების მუშაობის პრინციპის გააზრება, ულტრაბგერითი ფიზიკის საფუძვლების ცოდნა და ადამიანის სხეულის ქსოვილებთან მისი ურთიერთქმედება დაგეხმარებათ თავიდან აიცილოთ მოწყობილობის მექანიკური, დაუფიქრებელი გამოყენება და, შესაბამისად, უფრო კომპეტენტურად მივუდგეთ დიაგნოსტიკურ პროცესს. .

ხმა არის მექანიკური გრძივი ტალღა, რომელშიც ნაწილაკების ვიბრაცია იმავე სიბრტყეშია, როგორც ენერგიის გავრცელების მიმართულება (ნახ. 1).

ბრინჯი. 1. ულტრაბგერითი ტალღის წნევისა და სიმკვრივის ცვლილებების ვიზუალური და გრაფიკული წარმოდგენა.

ტალღა ატარებს ენერგიას, მაგრამ არა მატერიას. ელექტრომაგნიტური ტალღებისგან განსხვავებით (სინათლე, რადიოტალღები და ა.შ.), ბგერას გასავრცელებლად სჭირდება საშუალება – ის ვაკუუმში ვერ გავრცელდება. ყველა ტალღის მსგავსად, ხმა შეიძლება აღწერილი იყოს მრავალი პარამეტრით. ეს არის სიხშირე, ტალღის სიგრძე, საშუალოში გავრცელების სიჩქარე, პერიოდი, ამპლიტუდა და ინტენსივობა. სიხშირეს, პერიოდს, ამპლიტუდასა და ინტენსივობას განსაზღვრავს ხმის წყარო, გავრცელების სიჩქარეს განსაზღვრავს საშუალო, ხოლო ტალღის სიგრძე განისაზღვრება როგორც ხმის წყაროთი, ასევე საშუალო. სიხშირე არის სრული რხევების (ციკლების) რაოდენობა 1 წამში (ნახ. 2).

ბრინჯი. 2. ულტრაბგერითი ტალღის სიხშირე 2 ციკლი 1 წმ = 2 ჰც

სიხშირის ერთეულებია ჰერცი (Hz) და მეგაჰერცი (MHz). ერთი ჰერცი არის ერთი რხევა წამში. ერთი მეგაჰერცი = 1000000 ჰერცი. რა ხდის ხმას "ულტრა"? ეს არის სიხშირე. ხმოვანი ხმის ზედა ზღვარი - 20,000 ჰც (20 კილოჰერცი (კჰც)) - არის ულტრაბგერითი დიაპაზონის ქვედა ზღვარი. ღამურების ულტრაბგერითი ლოკატორები მუშაობს 25÷500 kHz დიაპაზონში. თანამედროვე ულტრაბგერითი მოწყობილობებში გამოსახულების მისაღებად გამოიყენება ულტრაბგერა 2 MHz და მეტი სიხშირით. პერიოდი არის დრო, რომელიც საჭიროა ერთი სრული რხევის ციკლის მისაღებად (ნახ. 3).

ბრინჯი. 3. ულტრაბგერითი ტალღის პერიოდი.

პერიოდის ერთეულები არის წამები (წმ) და მიკროწამები (μs). ერთი მიკროწამი წამის მემილიონედია. პერიოდი (µs) = 1/სიხშირე (MHz). ტალღის სიგრძე არის სიგრძე, რომელსაც ერთი რხევა იკავებს სივრცეში (ნახ. 4).

ბრინჯი. 4. ტალღის სიგრძე.

საზომი ერთეულებია მეტრი (მ) და მილიმეტრი (მმ). ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე არის სიჩქარე, რომლითაც ტალღა მოძრაობს გარემოში. ულტრაბგერითი გავრცელების სიჩქარის ერთეულებია მეტრი წამში (მ/წმ) და მილიმეტრი მიკროწამში (მმ/მწმ). ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე განისაზღვრება საშუალო სიმკვრივით და ელასტიურობით. ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე იზრდება ელასტიურობის მატებასთან და საშუალო სიმკვრივის შემცირებით. ცხრილი 2.1 გვიჩვენებს ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარეს ადამიანის სხეულის ზოგიერთ ქსოვილში.

ადამიანის სხეულის ქსოვილებში ულტრაბგერითი გავრცელების საშუალო სიჩქარე 1540 მ/წმ-ია – ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკური მოწყობილობების უმეტესობა დაპროგრამებულია ამ სიჩქარისთვის. ულტრაბგერითი გავრცელების სიჩქარე (C), სიხშირე (f) და ტალღის სიგრძე (λ) დაკავშირებულია შემდეგი განტოლებით: C = f × λ. ვინაიდან ჩვენს შემთხვევაში სიჩქარე განიხილება მუდმივი (1540 მ/წმ), დანარჩენი ორი ცვლადი f და λ ურთიერთდაკავშირებულია. პროპორციული დამოკიდებულება. რაც უფრო მაღალია სიხშირე, მით უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე და უფრო მცირე ზომისობიექტები, რომლებიც ჩვენ შეგვიძლია დავინახოთ. მედიუმის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრია აკუსტიკური წინაღობა (Z). აკუსტიკური წინააღმდეგობა არის საშუალო სიმკვრივისა და ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარის პროდუქტი. წინააღმდეგობა (Z) = სიმკვრივე (p) × გავრცელების სიჩქარე (C).

გამოსახულების მისაღებად ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკაში არ გამოიყენება ულტრაბგერა, რომელიც გამოდის განუწყვეტლივ გადამყვანის მიერ (მუდმივი ტალღა), არამედ ულტრაბგერითი გამოსხივებული მოკლე იმპულსების სახით (პულსირებული). იგი წარმოიქმნება, როდესაც მოკლე ელექტრული იმპულსები ვრცელდება პიეზოელექტრულ ელემენტზე. დამატებითი პარამეტრები გამოიყენება პულსური ულტრაბგერის დასახასიათებლად. პულსის გამეორების სიხშირე არის იმპულსების რაოდენობა, რომლებიც გამოსხივებულია დროის ერთეულში (წამში). პულსის გამეორების სიხშირე იზომება ჰერცში (Hz) და კილოჰერცში (kHz). პულსის ხანგრძლივობა არის ერთი პულსის დროის მონაკვეთი (ნახ. 5).

ბრინჯი. 5. ულტრაბგერითი პულსის ხანგრძლივობა.

ის იზომება წამებში (წმ) და მიკროწამებში (μs). დაკავებულობის ფაქტორი არის დროის ის ნაწილი, რომელშიც ხდება ულტრაბგერის ემისია (პულსის სახით). სივრცითი პულსის სიგრძე (STP) არის სივრცის სიგრძე, რომელშიც მოთავსებულია ერთი ულტრაბგერითი პულსი (ნახ. 6).

ბრინჯი. 6. პულსის სივრცითი გაფართოება.

რბილი ქსოვილებისთვის პულსის სივრცითი სიგრძე (მმ) უდრის ნამრავლს 1,54 (ულტრაბგერითი გავრცელების სიჩქარე მმ/მწმ-ში) და რხევების (ციკლების) რაოდენობაზე პულსზე (n) გაყოფილი სიხშირეზე MHz-ში. ან PPI = 1.54 × n/f. პულსის სივრცული სიგრძის შემცირება შეიძლება მიღწეული იყოს (და ეს ძალიან მნიშვნელოვანია ღერძული გარჩევადობის გასაუმჯობესებლად) პულსის რხევების რაოდენობის შემცირებით ან სიხშირის გაზრდით. ულტრაბგერითი ტალღის ამპლიტუდა არის დაკვირვებული ფიზიკური ცვლადის მაქსიმალური გადახრა საშუალო მნიშვნელობიდან (ნახ. 7).

ბრინჯი. 7. ულტრაბგერითი ტალღის ამპლიტუდა

ულტრაბგერის ინტენსივობა არის ტალღის სიმძლავრის თანაფარდობა იმ ფართობთან, რომელზეც ნაწილდება ულტრაბგერითი ნაკადი. იგი იზომება ვატებში კვადრატულ სანტიმეტრზე (W/cm2). თანაბარი გამოსხივების სიმძლავრით, რაც უფრო მცირეა ნაკადის ფართობი, მით უფრო მაღალია ინტენსივობა. ინტენსივობა ასევე პროპორციულია ამპლიტუდის კვადრატის. ამრიგად, თუ ამპლიტუდა გაორმაგდება, მაშინ ინტენსივობა ოთხმაგდება. ინტენსივობა არაერთგვაროვანია როგორც დინების არეში, ასევე, იმპულსური ულტრაბგერის შემთხვევაში, დროთა განმავლობაში.

ნებისმიერ გარემოში გავლისას მოხდება ულტრაბგერითი სიგნალის ამპლიტუდის და ინტენსივობის დაქვეითება, რასაც შესუსტება ეწოდება. ულტრაბგერითი სიგნალის შესუსტება გამოწვეულია აბსორბციით, ასახვით და გაფანტვით. შესუსტების ერთეული არის დეციბელი (დბ). შესუსტების კოეფიციენტი არის ულტრაბგერითი სიგნალის შესუსტება ამ სიგნალის ბილიკის სიგრძის ერთეულზე (დბ/სმ). ამორტიზაციის ფაქტორი იზრდება სიხშირის მატებასთან ერთად. საშუალო შესუსტების კოეფიციენტები რბილ ქსოვილებში და ექოს სიგნალის ინტენსივობის დაქვეითება სიხშირეზე დამოკიდებული წარმოდგენილია ცხრილში 2.2.

ასახვა და გაფანტვა

როდესაც ულტრაბგერითი გადის ქსოვილებში სხვადასხვა აკუსტიკური წინააღმდეგობისა და ულტრაბგერის სიჩქარის მქონე მედიის საზღვარზე, ხდება არეკვლის, რეფრაქციის, გაფანტვისა და შთანთქმის ფენომენი. კუთხიდან გამომდინარე, საუბარია ულტრაბგერითი სხივის პერპენდიკულარულ და ირიბად (კუთხით) დაცემაზე. ულტრაბგერითი სხივის პერპენდიკულარული დაცემით, ის შეიძლება მთლიანად აირეკლოს ან ნაწილობრივ აირეკლოს, ნაწილობრივ გაიაროს ორი მედიის საზღვარზე; ამ შემთხვევაში ერთი საშუალოდან მეორეზე გადატანილი ულტრაბგერის მიმართულება არ იცვლება (სურ. 8).

ბრინჯი. 8. ულტრაბგერითი სხივის პერპენდიკულური დაწევა.

არეკლილი ულტრაბგერისა და ულტრაბგერის ინტენსივობა, რომელმაც გაიარა მედიის საზღვარი, დამოკიდებულია საწყის ინტენსივობაზე და მედიის აკუსტიკური წინაღობების განსხვავებაზე. არეკლილი ტალღის ინტენსივობის თანაფარდობას დაცემის ტალღის ინტენსივობასთან არეკვლის კოეფიციენტი ეწოდება. ულტრაბგერითი ტალღის ინტენსივობის თანაფარდობას, რომელმაც გაიარა მედიის საზღვრები დაცემის ტალღის ინტენსივობასთან, ეწოდება ულტრაბგერითი გამტარობის კოეფიციენტი. ამრიგად, თუ ქსოვილებს აქვთ განსხვავებული სიმკვრივე, მაგრამ იგივე აკუსტიკური წინაღობა, ულტრაბგერითი ასახვა არ იქნება. მეორეს მხრივ, აკუსტიკური წინაღობების დიდი სხვაობით, არეკვლის ინტენსივობა მიდრეკილია 100%-მდე. ამის მაგალითია ჰაერი/რბილი ქსოვილის ინტერფეისი. ულტრაბგერის თითქმის სრული ასახვა ხდება ამ მედიის საზღვარზე. ადამიანის სხეულის ქსოვილებში ულტრაბგერის გამტარობის გასაუმჯობესებლად გამოიყენება დამაკავშირებელი საშუალებები (ლარი). ულტრაბგერითი სხივის ირიბი დაცემით განისაზღვრება დაცემის კუთხე, არეკვლის კუთხე და გარდატეხის კუთხე (სურ. 9).

ბრინჯი. 9. ანარეკლი, რეფრაქცია.

დაცემის კუთხე ტოლია არეკვლის კუთხის. რეფრაქცია არის ულტრაბგერითი სხივის გავრცელების მიმართულების ცვლილება, როდესაც ის კვეთს მედიის საზღვარს ულტრაბგერის სხვადასხვა სიჩქარით. გარდატეხის კუთხის სინუსი უდრის დაცემის კუთხის სინუსის ნამრავლს მეორე გარემოში ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარის პირველში სიჩქარით გაყოფით მიღებული მნიშვნელობით. გარდატეხის კუთხის სინუსი და, შესაბამისად, თავად გარდატეხის კუთხე, რაც მეტია, მით მეტია განსხვავება ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარეებში ორ მედიაში. გარდატეხა არ შეინიშნება, თუ ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე ორ მედიაში ტოლია ან დაცემის კუთხე არის 0. ანარეკლზე საუბრისას, უნდა გავითვალისწინოთ, რომ იმ შემთხვევაში, როდესაც ტალღის სიგრძე ბევრად აღემატება დარღვევების ზომებს. ამრეკლავი ზედაპირის, სპეკულარული ასახვა ხდება (ზემოთ აღწერილი). თუ ტალღის სიგრძე შედარებულია ამრეკლავი ზედაპირის დარღვევებთან ან არსებობს თავად საშუალების არაერთგვაროვნება, ხდება ულტრაბგერის გაფანტვა.

ბრინჯი. 10. ზურგი.

უკანა გაფანტვით (ნახ. 10), ულტრაბგერა აისახება იმ მიმართულებით, საიდანაც მოვიდა ორიგინალური სხივი. გაფანტული სიგნალების ინტენსივობა იზრდება საშუალო არაჰომოგენურობის მატებასთან ერთად და ულტრაბგერის სიხშირის (ანუ ტალღის სიგრძის შემცირება) მატებასთან ერთად. გაფანტვა შედარებით მცირეა დამოკიდებული შემხვედრი სხივის მიმართულებაზე და, შესაბამისად, იძლევა ამრეკლავი ზედაპირების უკეთ ვიზუალიზაციის საშუალებას, რომ აღარაფერი ვთქვათ ორგანოს პარენქიმაზე. იმისათვის, რომ ასახული სიგნალი სწორად იყოს განთავსებული ეკრანზე, აუცილებელია იცოდეთ არა მხოლოდ გამოსხივებული სიგნალის მიმართულება, არამედ მანძილი რეფლექტორამდე. ეს მანძილი უდრის გარემოში ულტრაბგერის სიჩქარის ნამრავლის 1/2-ს და ასახული სიგნალის ემისიასა და მიღებას შორის დროის (ნახ. 11). სიჩქარისა და დროის ნამრავლი იყოფა ნახევრად, რადგან ულტრაბგერითი გადის ორმაგ გზას (ემიტერიდან რეფლექტორამდე და უკან) და ჩვენ გვაინტერესებს მხოლოდ მანძილი ემიტერიდან რეფლექტორამდე.

ბრინჯი. 11. მანძილის გაზომვა ექოსკოპიით.

სენსორები და ულტრაბგერითი ტალღა

ულტრაბგერის მისაღებად გამოიყენება სპეციალური გადამყვანები, რომლებიც ელექტრო ენერგიას გარდაქმნის ულტრაბგერით ენერგიად. ულტრაბგერის წარმოება ეფუძნება შებრუნებულ პიეზოელექტრიულ ეფექტს. ეფექტის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ თუ ელექტრული ძაბვა გამოიყენება გარკვეულ მასალებზე (პიეზოელექტრიკა), მაშინ მათი ფორმა შეიცვლება (ნახ. 12).

ბრინჯი. 12. საპირისპირო პიეზოელექტრული ეფექტი.

ამ მიზნით ხელოვნური პიეზოელექტრული მასალები, როგორიცაა ტყვიის ცირკონატი ან ტყვიის ტიტანატი, ყველაზე ხშირად გამოიყენება ულტრაბგერით მოწყობილობებში. ელექტრული დენის არარსებობის შემთხვევაში, პიეზოელექტრული ელემენტი უბრუნდება თავდაპირველ ფორმას, ხოლო როდესაც პოლარობა იცვლება, ფორმა კვლავ შეიცვლება, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით. თუ სწრაფი ალტერნატიული დენი მიემართება პიეზოელექტრულ ელემენტს, მაშინ ელემენტი დაიწყებს შეკუმშვას და გაფართოებას (ანუ რხევას) მაღალი სიხშირით, წარმოქმნის ულტრაბგერით ველს. გადამცემის მუშაობის სიხშირე (რეზონანსული სიხშირე) განისაზღვრება პიეზოელექტრიკულ ელემენტში ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარის თანაფარდობით ამ პიზოელექტრული ელემენტის სისქეზე ორჯერ. ასახული სიგნალების გამოვლენა ეფუძნება პირდაპირ პიეზოელექტრიულ ეფექტს (ნახ. 13).

ბრინჯი. 13. პირდაპირი პიეზოელექტრული ეფექტი.

დაბრუნების სიგნალები იწვევს პიეზოელექტრული ელემენტის რხევას და მის სახეებზე ალტერნატიული ელექტრული დენის გამოჩენას. ამ შემთხვევაში, პიეზო ელემენტი ფუნქციონირებს როგორც ულტრაბგერითი სენსორი. ჩვეულებრივ, იგივე ელემენტები გამოიყენება ულტრაბგერითი მოწყობილობებში ულტრაბგერის გამოსხივებისა და მიღებისთვის. მაშასადამე, ტერმინები „გადამცემი“, „გადამცემი“, „სენსორი“ სინონიმებია. ულტრაბგერითი სენსორები რთული მოწყობილობებია და, სურათის სკანირების მეთოდიდან გამომდინარე, იყოფა სენსორებად ნელი სკანირების მოწყობილობებისთვის (ერთი ელემენტი) და სწრაფი სკანირება (რეალურ დროში სკანირება) - მექანიკური და ელექტრონული. მექანიკური სენსორები შეიძლება იყოს ერთ და მრავალ ელემენტიანი (ანულარული). ულტრაბგერითი სხივის დაძვრა შეიძლება მიღწეული იყოს ელემენტის რხევით, ელემენტის მობრუნებით ან აკუსტიკური სარკის რხევით (სურ. 14).

ბრინჯი. 14. მექანიკური სექტორის სენსორები.

ეკრანზე გამოსახულებას ამ შემთხვევაში აქვს სექტორის (სექტორის სენსორები) ან წრის (წრიული სენსორების) ფორმა. ელექტრონული სენსორები მრავალ ელემენტიანია და მიღებული გამოსახულების ფორმის მიხედვით, ისინი შეიძლება იყოს სექტორული, წრფივი, ამოზნექილი (ამოზნექილი) (ნახ. 15).

ბრინჯი. 15. ელექტრონული მრავალელემენტიანი სენსორები.

სექტორის სენსორში გამოსახულების გადაღება მიიღწევა ულტრაბგერითი სხივის რხევით მისი ერთდროული ფოკუსირებით (ნახ. 16).

ბრინჯი. 16. ელექტრონული სექტორის სენსორი ფაზური ანტენით.

ხაზოვან და ამოზნექილ სენსორებში გამოსახულების გადაღება მიიღწევა ელემენტების ჯგუფის აგზნებით მათი ნაბიჯ-ნაბიჯ მოძრაობით ანტენის მასივის გასწვრივ ერთდროული ფოკუსირებით (ნახ. 17).

ბრინჯი. 17. ელექტრონული ხაზოვანი სენსორი.

ულტრაბგერითი სენსორები ერთმანეთისგან განსხვავდება დეტალებით, მაგრამ მათი სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია სურათზე 18.

ბრინჯი. 18. ულტრაბგერითი სენსორული მოწყობილობა.

ერთელემენტიანი გადამყვანი დისკის სახით უწყვეტი გამოსხივების რეჟიმში ქმნის ულტრაბგერით ველს, რომლის ფორმა იცვლება მანძილის მიხედვით (სურ. 19).

ბრინჯი. 19. არაფოკუსირებული გადამყვანის ორი ველი.

ზოგჯერ შეიძლება შეინიშნოს დამატებითი ულტრაბგერითი "ნაკადები", რომელსაც გვერდითი წილები ეწოდება. მანძილს დისკიდან ახლო ველის (ზონის) სიგრძემდე ახლო ზონა ეწოდება. ახლო საზღვრებს მიღმა ზონას შორს უწოდებენ. ახლო ზონის სიგრძე უდრის გადამყვანის დიამეტრის კვადრატის თანაფარდობას 4 ტალღის სიგრძემდე. შორეულ ზონაში იზრდება ულტრაბგერითი ველის დიამეტრი. ულტრაბგერითი სხივის უდიდესი შევიწროების ადგილს ეწოდება ფოკუსის არე, ხოლო მანძილს გადამყვანსა და ფოკუსის ზონას შორის - ფოკუსური მანძილი. არსებობს სხვადასხვა გზებიულტრაბგერითი სხივის ფოკუსირება. ფოკუსირების უმარტივესი მეთოდია აკუსტიკური ობიექტივი (სურ. 20).

ბრინჯი. 20. ფოკუსირება აკუსტიკური ობიექტივით.

მასთან ერთად შეგიძლიათ ულტრაბგერითი სხივის ფოკუსირება გარკვეულ სიღრმეზე, რაც დამოკიდებულია ლინზის გამრუდებაზე. ფოკუსირების ეს მეთოდი არ გაძლევთ საშუალებას სწრაფად შეცვალოთ ფოკუსური მანძილი, რაც არასასიამოვნოა პრაქტიკული სამუშაო. ფოკუსირების კიდევ ერთი გზაა აკუსტიკური სარკის გამოყენება (სურ. 21).

ბრინჯი. 21. ფოკუსირება აკუსტიკური სარკით.

ამ შემთხვევაში სარკესა და გადამყვანს შორის მანძილის შეცვლით ჩვენ შევცვლით ფოკუსურ მანძილს. მრავალელემენტიანი ელექტრონული სენსორების მქონე თანამედროვე მოწყობილობებში ფოკუსირება ეფუძნება ელექტრონულ ფოკუსირებას (ნახ. 17). ელექტრონული ფოკუსირების სისტემით ჩვენ შეგვიძლია შევცვალოთ ფოკუსური მანძილი ინსტრუმენტთა პანელიდან, თუმცა, თითოეული სურათისთვის გვექნება მხოლოდ ერთი ფოკუსირების არე. ვინაიდან გამოსახულების მისაღებად გამოიყენება ძალიან მოკლე ულტრაბგერითი იმპულსები, რომლებიც გამოსხივებულია 1000-ჯერ წამში (პულსის გამეორების სიხშირე 1 kHz), მოწყობილობა მუშაობს როგორც ექო მიმღები შემთხვევების 99,9%-ში. დროის ასეთი მარჟის არსებობისას შესაძლებელია მოწყობილობის დაპროგრამება ისე, რომ სურათის პირველი მიღებისას შეირჩეს ახლო ფოკუსის ზონა (ნახ. 22) და შეინახოს ამ ზონიდან მიღებული ინფორმაცია.

ბრინჯი. 22. დინამიური ფოკუსის მეთოდი.

შემდგომი - შემდეგი ფოკუსის არეალის შერჩევა, ინფორმაციის მოპოვება, დაზოგვა. და ა.შ. შედეგი არის კომპოზიტური სურათი, რომელიც ფოკუსირებულია მთელ სიღრმეზე. თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ ფოკუსირების ეს მეთოდი მოითხოვს მნიშვნელოვან დროს ერთი სურათის (ჩარჩოს) მისაღებად, რაც იწვევს კადრების სიჩქარის შემცირებას და გამოსახულების ციმციმს. რატომ ხდება ამდენი ძალისხმევა ულტრაბგერითი სხივის ფოკუსირებისთვის? ფაქტია, რომ რაც უფრო ვიწროა სხივი, მით უკეთესია გვერდითი (გვერდითი, აზიმუტში) გარჩევადობა. გვერდითი გარჩევადობა არის მინიმალური მანძილი ორ ობიექტს შორის, რომლებიც განლაგებულია ენერგიის გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულარულად, რომლებიც წარმოდგენილია მონიტორის ეკრანზე ცალკეული სტრუქტურების სახით (ნახ. 23).

ბრინჯი. 23. დინამიური ფოკუსის მეთოდი.

გვერდითი გარჩევადობა უდრის ულტრაბგერითი სხივის დიამეტრს. ღერძული გარჩევადობა არის მინიმალური მანძილი ორ ობიექტს შორის, რომლებიც მდებარეობს ენერგიის გავრცელების მიმართულებით, რომლებიც წარმოდგენილია მონიტორის ეკრანზე ცალკეული სტრუქტურების სახით (ნახ. 24).

ბრინჯი. 24. ღერძული გარჩევადობა: რაც უფრო მოკლეა ულტრაბგერითი პულსი მით უკეთესი.

ღერძული გარჩევადობა დამოკიდებულია ულტრაბგერითი პულსის სივრცულ მასშტაბზე - რაც უფრო მოკლეა პულსი, მით უკეთესი გარჩევადობა. პულსის შესამცირებლად გამოიყენება ულტრაბგერითი ვიბრაციების როგორც მექანიკური, ასევე ელექტრონული დემპინგი. როგორც წესი, ღერძული გარჩევადობა უკეთესია, ვიდრე გვერდითი.

მოწყობილობების ნელი სკანირება

ამჟამად ნელი (ხელით, რთული) სკანირების მოწყობილობები მხოლოდ ისტორიულ ინტერესს წარმოადგენს. მორალურად, ისინი დაიღუპნენ სწრაფი სკანირების მოწყობილობების (მოწყობილობები, რომლებიც მუშაობენ რეალურ დროში) მოსვლასთან ერთად. თუმცა, მათი ძირითადი კომპონენტები ასევე შენარჩუნებულია თანამედროვე მოწყობილობებში (ბუნებრივია, თანამედროვე ელემენტის ბაზის გამოყენებით). გული არის პულსის მთავარი გენერატორი (თანამედროვე მოწყობილობებში - მძლავრი პროცესორი), რომელიც აკონტროლებს ულტრაბგერითი მოწყობილობის ყველა სისტემას (სურ. 25).

ბრინჯი. 25. ხელის სკანერის ბლოკ-სქემა.

პულსის გენერატორი აგზავნის ელექტრულ იმპულსებს გადამყვანს, რომელიც წარმოქმნის ულტრაბგერით პულსს და აგზავნის მას ქსოვილში, იღებს ასახულ სიგნალებს და გარდაქმნის მათ ელექტრულ ვიბრაციად. ეს ელექტრული რხევები შემდეგ იგზავნება რადიოსიხშირის გამაძლიერებელთან, რომელიც ჩვეულებრივ დაკავშირებულია დროის ამპლიტუდის მომატების კონტროლერთან (TAGU) - ქსოვილის შთანთქმის კომპენსაციის რეგულატორის სიღრმეში. იმის გამო, რომ ქსოვილებში ულტრაბგერითი სიგნალის შესუსტება ხდება ექსპონენციალური კანონის მიხედვით, ეკრანზე ობიექტების სიკაშკაშე თანდათან მცირდება სიღრმის მატებასთან ერთად (ნახ. 26).

ბრინჯი. 26. ქსოვილის შეწოვის კომპენსაცია.

ხაზოვანი გამაძლიერებლის გამოყენებით, ე.ი. გამაძლიერებელი, რომელიც პროპორციულად აძლიერებს ყველა სიგნალს, ზედმეტად აძლიერებს სიგნალებს სენსორის უშუალო სიახლოვეს ღრმა ობიექტების ვიზუალიზაციის გასაუმჯობესებლად. ლოგარითმული გამაძლიერებლების გამოყენება წყვეტს ამ პრობლემას. ულტრაბგერითი სიგნალი ძლიერდება მისი დაბრუნების დაყოვნების დროის პროპორციულად - რაც უფრო გვიან ბრუნდება, მით უფრო ძლიერია გაძლიერება. ამრიგად, TVG-ის გამოყენება საშუალებას გაძლევთ ეკრანზე მიიღოთ იგივე სიკაშკაშის სურათი სიღრმისეულად. ამ გზით გაძლიერებული რადიოსიხშირული ელექტრული სიგნალი შემდეგ მიეწოდება დემოდულატორს, სადაც ხდება მისი გამოსწორება და გაფილტვრა და კვლავ ვიდეო გამაძლიერებელზე გაძლიერებული მიეწოდება მონიტორის ეკრანს.

სურათის მონიტორის ეკრანზე შესანახად საჭიროა ვიდეო მეხსიერება. ის შეიძლება დაიყოს ანალოგად და ციფრულად. პირველმა მონიტორებმა საშუალება მისცეს ინფორმაციის წარმოდგენას ანალოგური ბისტაბილური ფორმით. მოწყობილობამ, სახელად დისკრიმინატორმა, შესაძლებელი გახადა დისკრიმინაციის ზღურბლის შეცვლა - სიგნალები, რომელთა ინტენსივობა დისკრიმინაციის ზღურბლზე დაბალი იყო, მასში არ გადიოდა და ეკრანის შესაბამისი მონაკვეთები ბნელი რჩებოდა. სიგნალები, რომელთა ინტენსივობაც აჭარბებდა დისკრიმინაციის ზღვარს, ეკრანზე თეთრი წერტილების სახით იყო წარმოდგენილი. ამ შემთხვევაში, წერტილების სიკაშკაშე არ იყო დამოკიდებული ასახული სიგნალის ინტენსივობის აბსოლუტურ მნიშვნელობაზე - ყველა თეთრ წერტილს ერთნაირი სიკაშკაშე ჰქონდა. გამოსახულების წარმოდგენის ამ მეთოდით - მას ეწოდა "bistable" - აშკარად ჩანდა ორგანოებისა და სტრუქტურების საზღვრები მაღალი არეკვლისა (მაგალითად, თირკმლის სინუსი), თუმცა, შეუძლებელი იყო პარენქიმული ორგანოების სტრუქტურის შეფასება. მოწყობილობების გამოჩენა 70-იან წლებში, რამაც შესაძლებელი გახადა მონიტორის ეკრანზე ჩრდილების გადაცემა ნაცრისფერი ფერი, აღინიშნა რუხი მასშტაბის ინსტრუმენტების ეპოქის დასაწყისი. ამ მოწყობილობებმა შესაძლებელი გახადა ინფორმაციის მიღება, რომელიც მიუწვდომელი იყო ბისტაბილური გამოსახულების მქონე მოწყობილობების გამოყენებით. კომპიუტერული ტექნოლოგიებისა და მიკროელექტრონიის განვითარებამ მალე შესაძლებელი გახადა ანალოგური გამოსახულებებიდან ციფრულზე გადასვლა. ციფრული გამოსახულებაულტრაბგერითი მოწყობილობებში ისინი იქმნება დიდ მატრიცებზე (ჩვეულებრივ 512 × 512 პიქსელი) ნაცრისფერი გრადაციების რაოდენობა 16-32-64-128-256 (4-5-6-7-8 ბიტი). 512 × 512 პიქსელის მატრიცაზე 20 სმ სიღრმეზე გადაყვანისას, ერთი პიქსელი შეესაბამება 0,4 მმ ხაზოვან განზომილებას. თანამედროვე ინსტრუმენტებზე არის დისპლეის ზომის გაზრდის ტენდენცია გამოსახულების ხარისხის დაკარგვის გარეშე, ხოლო საშუალო დონის ინსტრუმენტებზე 12 დიუმიანი (30 სმ დიაგონალი) ეკრანები ჩვეულებრივი ხდება.

ულტრაბგერითი მოწყობილობის კათოდური სხივის მილი (დისპლეი, მონიტორი) იყენებს მკვეთრად ფოკუსირებულ ელექტრონულ სხივს სპეციალური ფოსფორით დაფარულ ეკრანზე კაშკაშა ლაქის შესაქმნელად. გადახრის ფირფიტების დახმარებით ამ ლაქის გადატანა შესაძლებელია ეკრანის გარშემო.

ზე Ტიპი Sweep (Amplitude) ერთ ღერძზე გამოსახულია მანძილი სენსორიდან, მეორეზე - ასახული სიგნალის ინტენსივობა (ნახ. 27).

ბრინჯი. 27. A ტიპის სიგნალის გაწმენდა.

თანამედროვე ინსტრუმენტებში, A ტიპის სვიპი პრაქტიკულად არ გამოიყენება.

B ტიპის სკანირება (სიკაშკაშე - სიკაშკაშე) საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ინფორმაცია სკანირების ხაზის გასწვრივ ასახული სიგნალების ინტენსივობის შესახებ ამ ხაზის შემადგენელი ცალკეული წერტილების სიკაშკაშის განსხვავების სახით.

ეკრანის მაგალითი: მარცხენა გადახვევა ბ, მარჯვნივ - მდა კარდიოგრამა.

M-ტიპი (ზოგჯერ TM) sweep (Motion - მოძრაობა) საშუალებას გაძლევთ დროულად დაარეგისტრიროთ ამრეკლავი სტრუქტურების მოძრაობა (მოძრაობა). ამ შემთხვევაში, ამრეკლავი სტრუქტურების ვერტიკალური გადაადგილებები აღირიცხება სხვადასხვა სიკაშკაშის წერტილების სახით, ხოლო ჰორიზონტალურად - ამ წერტილების პოზიციის დროში გადაადგილება (სურ. 28).

ბრინჯი. 28. M ტიპის სვიპი.

ორგანზომილებიანი ტომოგრაფიული გამოსახულების მისაღებად აუცილებელია ამა თუ იმ გზით სკანირების ხაზის გადატანა სკანირების სიბრტყის გასწვრივ. ნელი სკანირების მოწყობილობებში ეს მიიღწევა სენსორის ხელით გადაადგილებით პაციენტის სხეულის ზედაპირზე.

სწრაფი სკანირების მოწყობილობები

სწრაფმა სკანერებმა, ან, როგორც მათ უფრო ხშირად უწოდებენ, რეალურ დროში სკანერებმა, ახლა მთლიანად შეცვალეს ნელი, ან მექანიკური სკანერები. ეს გამოწვეულია მთელი რიგი უპირატესობებით, რაც ამ მოწყობილობებს აქვთ: ორგანოებისა და სტრუქტურების მოძრაობის რეალურ დროში (ანუ დროის თითქმის ერთსა და იმავე მომენტში) შეფასების უნარი; კვლევაზე დახარჯული დროის მკვეთრი შემცირება; მცირე აკუსტიკური ფანჯრების მეშვეობით კვლევის ჩატარების შესაძლებლობა.

თუ ნელი სკანირების მოწყობილობები შეიძლება შევადაროთ კამერას (სტუდიური სურათების მიღება), მაშინ რეალურ დროში მოწყობილობები შეიძლება შევადაროთ კინოთეატრს, სადაც სურათები (ჩარჩოები) დიდი სიხშირით ცვლის ერთმანეთს და ქმნის მოძრაობის შთაბეჭდილებას.

სწრაფი სკანირების მოწყობილობებში, როგორც ზემოთ აღინიშნა, გამოიყენება მექანიკური და ელექტრონული სექტორის სენსორები, ელექტრონული ხაზოვანი სენსორები, ელექტრონული ამოზნექილი (ამოზნექილი) სენსორები და მექანიკური რადიალური სენსორები.

რამდენიმე ხნის წინ, ტრაპეციული სენსორები გამოჩნდა უამრავ მოწყობილობაზე, რომელთა ხედვის ველს ჰქონდა ტრაპეციული ფორმა, თუმცა, მათ არ აჩვენეს უპირატესობა ამოზნექილ სენსორებთან შედარებით, მაგრამ მათ თავად ჰქონდათ მთელი რიგი უარყოფითი მხარეები.

ამჟამად საუკეთესო სენსორი მუცლის ღრუს, რეტროპერიტონეალური სივრცისა და მცირე მენჯის ორგანოების გამოსაკვლევად არის ამოზნექილი. მას აქვს შედარებით მცირე საკონტაქტო ზედაპირი და ძალიან დიდი ხედვის არე შუა და შორეულ ზონებში, რაც ამარტივებს და აჩქარებს შესწავლას.

ულტრაბგერითი სხივით სკანირებისას სხივის ყოველი სრული გავლის შედეგს ჩარჩო ეწოდება. ჩარჩო ჩამოყალიბებულია დიდი რაოდენობით ვერტიკალური ხაზებისგან (სურ. 29).

ბრინჯი. 29. გამოსახულების ფორმირება ცალკეული ხაზებით.

თითოეული ხაზი არის მინიმუმ ერთი ულტრაბგერითი პულსი. თანამედროვე ინსტრუმენტებში ნაცრისფერი გამოსახულების მისაღებად პულსის გამეორების სიხშირე არის 1 kHz (1000 პულსი წამში).

არსებობს კავშირი პულსის განმეორების სიხშირეს (PRF), ჩარჩოს შემქმნელი ხაზების რაოდენობასა და დროის ერთეულზე კადრების რაოდენობას შორის: PRF = ხაზების რაოდენობა × კადრების სიჩქარე.

მონიტორის ეკრანზე მიღებული სურათის ხარისხი განისაზღვრება, კერძოდ, ხაზის სიმკვრივით. ხაზოვანი სენსორისთვის, ხაზის სიმკვრივე (ხაზები/სმ) არის ჩარჩოს შემქმნელი ხაზების რაოდენობის თანაფარდობა მონიტორის იმ ნაწილის სიგანესთან, რომელზედაც იქმნება სურათი.

სექტორის ტიპის სენსორისთვის, ხაზის სიმკვრივე (ხაზები/ხარისხი) არის ჩარჩოს შემქმნელი ხაზების რაოდენობის თანაფარდობა სექტორის კუთხესთან.

რაც უფრო მაღალია მოწყობილობაში დაყენებული კადრების სიხშირე, მით ნაკლებია ჩარჩოს შემქმნელი ხაზების რაოდენობა (იმპულსის გამეორების მოცემული სიჩქარით), მით უფრო დაბალია ხაზების სიმკვრივე მონიტორის ეკრანზე და დაბალია მიღებული სურათის ხარისხი. მაგრამ მაღალი კადრების სიხშირით, ჩვენ გვაქვს კარგი დროითი გარჩევადობა, რაც ძალიან მნიშვნელოვანია ექოკარდიოგრაფიულ კვლევებში.

დოპლეროგრაფიის მოწყობილობები

ულტრაბგერითი კვლევის მეთოდი საშუალებას იძლევა მიიღოთ არა მხოლოდ ინფორმაცია ორგანოებისა და ქსოვილების სტრუქტურული მდგომარეობის შესახებ, არამედ გემებში ნაკადების დახასიათება. ეს უნარი ეფუძნება დოპლერის ეფექტს - მიღებული ბგერის სიხშირის ცვლილებას, როდესაც მოძრაობს ხმის წყაროს ან მიმღების ან სხეულზე, რომელიც აფანტავს ხმას. შეინიშნება იმის გამო, რომ ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე ნებისმიერ ერთგვაროვან გარემოში მუდმივია. ამიტომ, თუ ხმის წყარო მუდმივი სიჩქარით მოძრაობს, მოძრაობის მიმართულებით გამოსხივებული ხმის ტალღები თითქოს შეკუმშულია, რაც ხმის სიხშირეს ზრდის. ტალღები ასხივებენ საპირისპირო მიმართულებით, თითქოს დაჭიმულია, რაც იწვევს ხმის სიხშირის შემცირებას (სურ. 30).

ბრინჯი. 30. დოპლერის ეფექტი.

ორიგინალური ულტრაბგერითი სიხშირის შედარებით შეცვლილთან, შესაძლებელია დოლერის ცვლა და სიჩქარის გამოთვლა. არ აქვს მნიშვნელობა ხმას მოძრავი ობიექტი გამოსცემს თუ ობიექტი ასახავს ხმის ტალღებს. მეორე შემთხვევაში, ულტრაბგერითი წყარო შეიძლება იყოს სტაციონარული (ულტრაბგერითი სენსორი), ხოლო მოძრავი ერითროციტები შეიძლება იმოქმედონ ულტრაბგერითი ტალღების რეფლექტორად. დოპლერის ცვლა შეიძლება იყოს დადებითი (თუ რეფლექტორი მოძრაობს ხმის წყაროსკენ) ან უარყოფითი (თუ რეფლექტორი შორდება ხმის წყაროს). იმ შემთხვევაში, თუ ულტრაბგერითი სხივის დაცემის მიმართულება არ არის პარალელურად რეფლექტორის მოძრაობის მიმართულებასთან, საჭიროა დოპლერის ცვლა გამოსწორდეს q კუთხის კოსინუსით, ჩავარდნილ სხივსა და მოძრაობის მიმართულებას შორის. რეფლექტორი (სურ. 31).

ბრინჯი. 31. კუთხე მოხვედრის სხივსა და სისხლის ნაკადის მიმართულებას შორის.

დოპლერის ინფორმაციის მისაღებად გამოიყენება ორი ტიპის მოწყობილობა - მუდმივი ტალღოვანი და იმპულსური. უწყვეტი ტალღის დოპლერის ინსტრუმენტში გადამყვანი შედგება ორი გადამცემისგან: ერთი მათგანი მუდმივად ასხივებს ულტრაბგერას, მეორე მუდმივად იღებს ასახულ სიგნალებს. მიმღები განსაზღვრავს დოპლერის ცვლას, რომელიც, როგორც წესი, არის -1/1000 ულტრაბგერითი წყაროს სიხშირის (ხმოვანი დიაპაზონი) და გადასცემს სიგნალს დინამიკებზე და, პარალელურად, მონიტორზე ტალღის ხარისხობრივი და რაოდენობრივი შეფასებისთვის. მუდმივი ტალღის მოწყობილობები აღმოაჩენენ სისხლის ნაკადს ულტრაბგერითი სხივის თითქმის მთელ გზაზე, ან, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, აქვთ დიდი საკონტროლო მოცულობა. ამან შეიძლება გამოიწვიოს არაადეკვატური ინფორმაციის მიღება, როდესაც რამდენიმე ჭურჭელი შედის საკონტროლო მოცულობაში. თუმცა, დიდი საკონტროლო მოცულობა სასარგებლოა სარქვლოვანი სტენოზის დროს წნევის ვარდნის გამოსათვლელად.

რომელიმე კონკრეტულ უბანში სისხლის ნაკადის შესაფასებლად აუცილებელია ვიზუალური კონტროლის ქვეშ მონიტორის ეკრანზე საკონტროლო მოცულობის განთავსება შესასწავლ ზონაში (მაგალითად, გარკვეული ჭურჭლის შიგნით). ამის მიღწევა შესაძლებელია პულსის მოწყობილობის გამოყენებით. არსებობს დოპლერის ცვლაზე ზედა ზღვარი, რომელიც შეიძლება გამოვლინდეს იმპულსური ინსტრუმენტებით (ზოგჯერ უწოდებენ Nyquist ლიმიტს). ეს არის პულსის გამეორების სიჩქარის დაახლოებით 1/2. როდესაც ის გადაჭარბებულია, დოპლერის სპექტრი დამახინჯებულია (ალიასი). რაც უფრო მაღალია პულსის გამეორების სიხშირე, მით უფრო დიდია დოპლერის ცვლა დამახინჯების გარეშე, მაგრამ უფრო დაბალია ინსტრუმენტის მგრძნობელობა დაბალი სიჩქარის ნაკადების მიმართ.

გამომდინარე იქიდან, რომ ქსოვილებში მიმართული ულტრაბგერითი პულსი შეიცავს უამრავ სიხშირეს, გარდა ძირითადისა და ასევე იმის გამო, რომ ნაკადის ცალკეული მონაკვეთების სიჩქარე არ არის იგივე, ასახული პულსი შედგება დიდი სხვადასხვა სიხშირეების რაოდენობა (ნახ. 32).

ბრინჯი. 32. ულტრაბგერითი პულსის სპექტრის გრაფიკი.

სწრაფი ფურიეს ტრანსფორმაციის გამოყენებით, პულსის სიხშირის შემადგენლობა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სპექტრის სახით, რომელიც შეიძლება გამოჩნდეს მონიტორის ეკრანზე მრუდის სახით, სადაც დოპლერის ცვლის სიხშირეები გამოსახულია ჰორიზონტალურად და თითოეული კომპონენტის ამპლიტუდა გამოსახულია ვერტიკალურად. შესაძლებელია დოპლერის სპექტრიდან სისხლის ნაკადის სიჩქარის პარამეტრების დიდი რაოდენობის განსაზღვრა (მაქსიმალური სიჩქარე, სიჩქარე დიასტოლის ბოლოს, საშუალო სიჩქარე და ა.შ.), თუმცა ეს მაჩვენებლები კუთხეზეა დამოკიდებული და მათი სიზუსტე დიდად არის დამოკიდებული. კუთხის კორექტირების სიზუსტე. და თუ დიდ არამოგრეხილ ჭურჭელში კუთხის კორექცია არ იწვევს პრობლემებს, მაშინ მცირე გრეხილ ჭურჭელში (სიმსივნური ჭურჭელი) საკმაოდ რთულია დინების მიმართულების დადგენა. ამ პრობლემის გადასაჭრელად შემოთავაზებულია მთელი რიგი თითქმის ნახშირბადისგან დამოუკიდებელი ინდექსი, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია წინააღმდეგობის ინდექსი და პულსაციის ინდექსი. წინააღმდეგობის ინდექსი არის მაქსიმალურ და მინიმალურ სიჩქარეებს შორის სხვაობის თანაფარდობა მაქსიმალურ ნაკადთან (ნახ. 33). პულსაციის ინდექსი არის მაქსიმალურ და მინიმალურ სიჩქარეებს შორის სხვაობის თანაფარდობა ნაკადის საშუალო სიჩქარესთან.

ბრინჯი. 33. წინააღმდეგობის და პულსატორის ინდექსის გაანგარიშება.

ერთი საკონტროლო მოცულობიდან დოპლერის სპექტრის მიღება საშუალებას გაძლევთ შეაფასოთ სისხლის ნაკადი ძალიან მცირე ფართობზე. ფერადი ნაკადის გამოსახულება (Color Doppler) უზრუნველყოფს რეალურ დროში 2D ნაკადის ინფორმაციას, გარდა ჩვეულებრივი 2D ნაცრისფერი მასშტაბის გამოსახულების გარდა. ფერადი დოპლერის გამოსახულება აფართოებს გამოსახულების მიღების პულსირებული პრინციპის შესაძლებლობებს. უძრავი სტრუქტურებიდან ასახული სიგნალები აღიარებულია და წარმოდგენილია ნაცრისფერი ფერის სახით. თუ ასახულ სიგნალს აქვს გამოსხივებულისგან განსხვავებული სიხშირე, მაშინ ეს ნიშნავს, რომ ის აისახება მოძრავი ობიექტიდან. ამ შემთხვევაში განისაზღვრება დოპლერის ცვლა, მისი ნიშანი და საშუალო სიჩქარის მნიშვნელობა. ეს პარამეტრები გამოიყენება ფერის, მისი გაჯერების და სიკაშკაშის დასადგენად. როგორც წესი, სენსორისკენ დინების მიმართულება დაშიფრულია წითლად და სენსორისგან მოშორებით ლურჯად. ფერის სიკაშკაშე განისაზღვრება ნაკადის სიჩქარით.

AT ბოლო წლებიგაჩნდა ფერადი დოპლერის რუკების ვარიანტი, სახელწოდებით "ძალის დოპლერი" (Power Doppler). სიმძლავრის დოპლერით განსაზღვრულია არა დოპლერის ცვლის მნიშვნელობა ასახულ სიგნალში, არამედ მისი ენერგია. ეს მიდგომა საშუალებას იძლევა გაზარდოს მეთოდის მგრძნობელობა დაბალი სიჩქარის მიმართ და გახადოს იგი თითქმის კუთხიდან დამოუკიდებელი, თუმცა ნაკადის სიჩქარისა და მიმართულების აბსოლუტური მნიშვნელობის განსაზღვრის უნარის დაკარგვის ფასად.

არტეფაქტები

ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის არტეფაქტი არის სურათზე არარსებული სტრუქტურების გამოჩენა, არსებული სტრუქტურების არარსებობა, სტრუქტურების არასწორი მდებარეობა, სტრუქტურების არასწორი სიკაშკაშე, სტრუქტურების არასწორი მონახაზი, სტრუქტურების არასწორი ზომები. რევერბერაცია, ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული არტეფაქტი, ხდება მაშინ, როდესაც ულტრაბგერითი პულსი ხვდება ორ ან მეტ ამრეკლავ ზედაპირს შორის. ამ შემთხვევაში, ულტრაბგერითი პულსის ენერგიის ნაწილი არაერთხელ აირეკლება ამ ზედაპირებიდან, ყოველ ჯერზე ნაწილობრივ უბრუნდება სენსორს რეგულარული ინტერვალებით (ნახ. 34).

ბრინჯი. 34. რევერბ.

ამის შედეგი იქნება მონიტორის ეკრანზე არარსებული ამრეკლი ზედაპირების გამოჩენა, რომლებიც განლაგდება მეორე რეფლექტორის უკან პირველ და მეორე რეფლექტორებს შორის მანძილის ტოლ მანძილზე. ზოგჯერ შესაძლებელია რევერბერაციების შემცირება სენსორის პოზიციის შეცვლით. რევერბის ვარიანტია არტეფაქტი, რომელსაც „კომეტის კუდი“ ჰქვია. შეინიშნება იმ შემთხვევაში, როდესაც ულტრაბგერა იწვევს ობიექტის ბუნებრივ რხევებს. ეს არტეფაქტი ხშირად შეინიშნება გაზის პატარა ბუშტების ან ლითონის პატარა ობიექტების მიღმა. იმის გამო, რომ ყოველთვის არ უბრუნდება მთელი ასახული სიგნალი სენსორს (ნახ. 35), ჩნდება ეფექტური ამრეკლავი ზედაპირის არტეფაქტი, რომელიც უფრო მცირეა ვიდრე რეალურ ამრეკლავ ზედაპირზე.

ბრინჯი. 35. ეფექტური ამრეკლავი ზედაპირი.

ამ არტეფაქტის გამო, ულტრაბგერის გამოყენებით განსაზღვრული კალკულაციების ზომები ჩვეულებრივ ოდნავ მცირეა ვიდრე ნამდვილი. გარდატეხამ შეიძლება გამოიწვიოს ობიექტის არასწორი პოზიცია გამოსახულებაში (ნახ. 36).

ბრინჯი. 36. ეფექტური ამრეკლი ზედაპირი.

იმ შემთხვევაში, თუ ულტრაბგერითი გზა გადამყვანიდან ამრეკლავ სტრუქტურამდე და უკან არ არის იგივე, ხდება ობიექტის არასწორი პოზიცია გამოსახულებაში. სარკის არტეფაქტები არის ობიექტის გამოჩენა, რომელიც მდებარეობს მეორე მხარეს ძლიერი რეფლექტორის ერთ მხარეს (სურ. 37).

ბრინჯი. 37. სარკის არტეფაქტი.

სპეკულარული არტეფაქტები ხშირად ჩნდება დიაფრაგთან ახლოს.

აკუსტიკური ჩრდილის არტეფაქტი (ნახ. 38) ჩნდება სტრუქტურების უკან, რომლებიც ძლიერად ირეკლავენ ან ძლიერად შთანთქავენ ულტრაბგერას. აკუსტიკური ჩრდილის ფორმირების მექანიზმი მსგავსია ოპტიკურის ფორმირებისა.

ბრინჯი. 38. აკუსტიკური ჩრდილი.

დისტალური სიგნალის გაძლიერების არტეფაქტი (ნახ. 39) ჩნდება სტრუქტურების უკან, რომლებიც სუსტად შთანთქავენ ულტრაბგერას (თხევადი, სითხის შემცველი წარმონაქმნები).

ბრინჯი. 39. დისტალური ექოს გაძლიერება.

გვერდითი ჩრდილების არტეფაქტი ასოცირდება ულტრაბგერითი ტალღების რეფრაქციასთან და, ზოგჯერ, ჩარევასთან, როდესაც ულტრაბგერითი სხივი ეცემა ტანგენციურად სტრუქტურის ამოზნექილ ზედაპირზე (კისტა, საშვილოსნოს ყელის ბუშტი), ულტრაბგერის სიჩქარე, რომელშიც მნიშვნელოვნად განსხვავდება მიმდებარე ქსოვილებისგან. სურ. 40).

ბრინჯი. 40. გვერდითი ჩრდილები.

ულტრაბგერის სიჩქარის არასწორ დადგენასთან დაკავშირებული არტეფაქტები წარმოიქმნება იმის გამო, რომ კონკრეტულ ქსოვილში ულტრაბგერის გავრცელების რეალური სიჩქარე მეტია ან ნაკლებია საშუალო (1,54 მ/წმ) სიჩქარეზე, რომლისთვისაც დაპროგრამებულია მოწყობილობა (ნახ. 41).

ბრინჯი. 41. დამახინჯებები ულტრაბგერის (V1 და V2) სიჩქარის განსხვავებების გამო სხვადასხვა მედიაში.

ულტრაბგერითი სხივის სისქის არტეფაქტები წარმოადგენს, ძირითადად, სითხის შემცველ ორგანოებში, კედელთან ახლოს ანარეკლების გამოჩენას იმის გამო, რომ ულტრაბგერითი სხივი აქვს სპეციფიკური სისქე და ამ სხივის ნაწილს შეუძლია ერთდროულად შექმნას ორგანოსა და მიმდებარე ორგანოს გამოსახულება. სტრუქტურები (სურ. 42).

ბრინჯი. 42. ულტრაბგერითი სხივის სისქის არტეფაქტი.

ულტრაბგერითი აპარატურის მუშაობის ხარისხის კონტროლი

ულტრაბგერითი აღჭურვილობის ხარისხის კონტროლი მოიცავს სისტემის ფარდობითი მგრძნობელობის, ღერძული და გვერდითი გარჩევადობის, მკვდარი ზონის, დისტანციური მრიცხველის სწორად მუშაობას, რეგისტრაციის სიზუსტეს, TVG-ის სწორ მუშაობას, ნაცრისფერი მასშტაბის დინამიური დიაპაზონის განსაზღვრას და ა.შ. . ულტრაბგერითი მოწყობილობების მუშაობის ხარისხის გასაკონტროლებლად გამოიყენება სპეციალური საცდელი ობიექტები ან ქსოვილის ექვივალენტი ფანტომები (სურ. 43). ისინი კომერციულად ხელმისაწვდომია, მაგრამ ჩვენს ქვეყანაში ფართოდ არ გამოიყენება, რაც თითქმის შეუძლებელს ხდის ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკური აღჭურვილობის დაკალიბრებას დარგში.

ბრინჯი. 43. მედიცინაში ამერიკის ულტრაბგერითი ინსტიტუტის საცდელი ობიექტი.

ულტრაბგერის ბიოლოგიური ეფექტი და უსაფრთხოება

ულტრაბგერის ბიოლოგიური ეფექტი და მისი უსაფრთხოება პაციენტისთვის მუდმივად განიხილება ლიტერატურაში. ულტრაბგერის ბიოლოგიური ეფექტების ცოდნა ეფუძნება ულტრაბგერითი მოქმედების მექანიზმების შესწავლას, უჯრედულ კულტურაზე ულტრაბგერითი მოქმედების შესწავლას, მცენარეებზე, ცხოველებზე ექსპერიმენტულ კვლევებს და ბოლოს, ეპიდემიოლოგიურ კვლევებს.

ულტრაბგერას შეუძლია გამოიწვიოს ბიოლოგიური ეფექტი მექანიკური და თერმული ზემოქმედებით. ულტრაბგერითი სიგნალის შესუსტება ხდება შთანთქმის გამო, ე.ი. ულტრაბგერითი ტალღის ენერგიის გადაქცევა სითბოდ. ქსოვილების გათბობა იზრდება გამოსხივებული ულტრაბგერის ინტენსივობის და მისი სიხშირის მატებასთან ერთად. კავიტაცია არის პულსირებული ბუშტების წარმოქმნა გაზით, ორთქლით ან მათი ნარევით სავსე სითხეში. კავიტაციის ერთ-ერთი მიზეზი შეიძლება იყოს ულტრაბგერითი ტალღა. მაშ, ექოსკოპია საზიანოა თუ არა?

უჯრედებზე ულტრაბგერის ზემოქმედებასთან დაკავშირებულმა კვლევებმა, მცენარეებსა და ცხოველებზე ექსპერიმენტულმა სამუშაოებმა და ეპიდემიოლოგიურმა კვლევებმა აიძულა ამერიკული ულტრაბგერითი მედიცინის ინსტიტუტი გაეკეთებინა შემდეგი განცხადება, რომელიც ბოლოჯერ 1993 წელს დადასტურდა:

„დადასტურებული ბიოლოგიური ეფექტები არასოდეს დაფიქსირებულა პაციენტებში ან მოწყობილობაზე მომუშავე პირებზე, გამოწვეული დასხივებით (ულტრაბგერითი), რომლის ინტენსივობა ტიპიურია თანამედროვე ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკური საშუალებებისთვის. თუმცა შესაძლებელია ასეთი ბიოლოგიური ეფექტების გამოვლენა მომავალში. ამჟამინდელი მონაცემები მიუთითებს, რომ სარგებელი პაციენტისთვის სადიაგნოსტიკო ულტრაბგერითი გონივრული გამოყენებისას აჭარბებს პოტენციურ რისკს, ასეთის არსებობის შემთხვევაში.

ახალი მიმართულებები ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის დროს

ხდება ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის სწრაფი განვითარება, ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკური მოწყობილობების უწყვეტი გაუმჯობესება. ჩვენ შეგვიძლია ვივარაუდოთ რამდენიმე ძირითადი მიმართულება ამ დიაგნოსტიკური მეთოდის მომავალი განვითარებისთვის.

შესაძლებელია დოპლერის ტექნიკის შემდგომი გაუმჯობესება, განსაკუთრებით ისეთები, როგორიც არის სიმძლავრე დოპლერი, ქსოვილების ფერადი გამოსახულება.

სამგანზომილებიანი ეკოგრაფია მომავალში შესაძლოა გახდეს ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის ძალიან მნიშვნელოვანი სფერო. ამჟამად, არსებობს რამდენიმე კომერციულად ხელმისაწვდომი ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკური ერთეული, რომელიც იძლევა სამგანზომილებიანი გამოსახულების რეკონსტრუქციის საშუალებას, თუმცა ამ მიმართულების კლინიკური მნიშვნელობა გაურკვეველი რჩება.

ულტრაბგერითი კონტრასტების გამოყენების კონცეფცია პირველად წამოაყენეს R.Gramiak-მა და P.M.Shah-მა სამოციანი წლების ბოლოს ექოკარდიოგრაფიული კვლევის დროს. ამჟამად, არსებობს კომერციულად ხელმისაწვდომი კონტრასტი "Ehovist" (შერინგი), რომელიც გამოიყენება მარჯვენა გულის ვიზუალიზაციისთვის. ის ახლახან შეიცვალა კონტრასტული ნაწილაკების ზომის შესამცირებლად და მისი გადამუშავება შესაძლებელია ადამიანის სისხლის მიმოქცევის სისტემაში (Levovist, Schering). ეს პრეპარატი მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს დოპლერის სიგნალს, როგორც სპექტრულ, ასევე ფერს, რაც შესაძლოა აუცილებელი იყოს სიმსივნის სისხლის ნაკადის შესაფასებლად.

ულტრათხელი სენსორების გამოყენებით ინტრაკავიტარული ეკოგრაფია ხსნის ახალ შესაძლებლობებს ღრუ ორგანოებისა და სტრუქტურების შესასწავლად. თუმცა, ამჟამად, ამ ტექნიკის ფართო გამოყენება შეზღუდულია სპეციალიზებული სენსორების მაღალი ღირებულებით, რომლებიც, უფრო მეტიც, შეიძლება გამოყენებულ იქნას კვლევისთვის შეზღუდული რაოდენობით (1÷40).

კომპიუტერული გამოსახულების დამუშავება მიღებული ინფორმაციის ობიექტივიზაციის მიზნით არის პერსპექტიული მიმართულება, რომელსაც შეუძლია მომავალში გააუმჯობესოს პარენქიმული ორგანოების მცირე სტრუქტურული ცვლილებების დიაგნოსტიკის სიზუსტე. სამწუხაროდ, აქამდე მიღებულ შედეგებს მნიშვნელოვანი კლინიკური მნიშვნელობა არ გააჩნია.

მიუხედავად ამისა, ის, რაც გუშინ ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის შორეულ მომავალს ჰგავდა, დღეს გახდა ჩვეულებრივი რუტინული პრაქტიკა და, ალბათ, უახლოეს მომავალში ვიქნებით კლინიკურ პრაქტიკაში ახალი ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკური ტექნიკის დანერგვის მოწმენი.

ლიტერატურა

1. ამერიკული ინსტიტუტი ულტრაბგერითი მედიცინაში. AIUM ბიოეფექტების კომიტეტი. - J. ულტრაბგერითი მედ. - 1983; 2: R14.
2. AIUM ბიოლოგიური ეფექტების კვლევის ანგარიშების შეფასება. ბეთესდა, მედიცინის დოქტორი, ამერიკული ულტრაბგერითი მედიცინის ინსტიტუტი, 1984 წ.
3. ამერიკული ინსტიტუტი ულტრაბგერითი მედიცინაში. AIUM უსაფრთხოების განცხადებები. - ჯ.ულტრაბგერითი მედიცინა - 1983; 2: R69.
4. ამერიკული ინსტიტუტი ულტრაბგერითი მედიცინაში. განცხადება კლინიკური უსაფრთხოების შესახებ. - J. ულტრაბგერითი მედ. - 1984 წ.; 3: R10.
5. Banjavic RA. სადიაგნოსტიკო ულტრაბგერითი აღჭურვილობის ხარისხის უზრუნველყოფის დიზაინი და შენარჩუნება. - სემინ. ექოსკოპია - 1983 წ.; 4:10-26.
6. ბიოეფექტების კომიტეტი. უსაფრთხოების მოსაზრებები დიაგნოსტიკური ულტრაბგერითი. Laurel, MD, ამერიკის ულტრაბგერითი ინსტიტუტი მედიცინაში, 1991 წ.
7. ბიოეფექტების კონფერენციის ქვეკომიტეტი. დიაგნოსტიკური ულტრაბგერის ბიოეფექტები და უსაფრთხოება. Laurel, MD, ამერიკის ულტრაბგერითი ინსტიტუტი მედიცინაში, 1993 წ.
8. Eden A. კრისტიან დოპლერის ძიება. ნიუ-იორკი, Springer-Verlag, 1992 წ.
9. Evans DH, McDicken WN, Skidmore R, და სხვ. დოპლერის ულტრაბგერა: ფიზიკა, ინსტრუმენტაცია და კლინიკური აპლიკაციები. ნიუ-იორკი, უილი და შვილები, 1989 წ.
10. გილ რვ. ულტრაბგერითი სისხლის ნაკადის გაზომვა: სიზუსტე და შეცდომების წყარო. - ულტრაბგერითი მედ. ბიოლ. - 1985; 11:625-641.
11. Guyton AC. სამედიცინო ფიზიოლოგიის სახელმძღვანელო. მე-7 გამოცემა. ფილადელფია, WB Saunders, 1986, 206-229.
12. Hunter TV, Haber K. რეალურ დროში სკანირების შედარება ჩვეულებრივ სტატიკური B რეჟიმის სკანირებასთან. - J. ულტრაბგერითი მედ. - 1983; 2:363-368.
13. Kisslo J, Adams DB, Belkin RN. დოპლერის ფერადი ნაკადის გამოსახულება. ნიუ-იორკი, ჩერჩილ ლივინგსტონი, 1988 წ.
14. კრემკაუ F.W. ბიოლოგიური ეფექტები და შესაძლო საფრთხეები. In: Campbell S, ed. ულტრაბგერა მეანობა-გინეკოლოგიაში. ლონდონი, WB Saunders, 1983, 395-405.
15. კრემკაუ F.W. დოპლერის კუთხის შეცდომა გარდატეხის გამო. - ულტრაბგერითი მედ. ბიოლ. - 1990 წ.; 16:523-524. - 1991 წელი; 17:97.
16. კრემკაუ F.W. დოპლერის ცვლის სიხშირის მონაცემები. - J. ულტრაბგერითი მედ. - 1987 წ.; 6:167.
17. კრემკაუ F.W. ულტრაბგერის უსაფრთხოება და გრძელვადიანი ეფექტები: რა უნდა უთხრათ თქვენს პაციენტებს. In: Platt LD, ed. პერინატალური ულტრაბგერა; კლინი. მეანობა. გინეკოლ.- 1984; 27:269-275.
18. კრემკაუ F.W. ტექნიკური თემები (სვეტი, რომელიც ჩნდება ყოველთვიურად ანარეკლების განყოფილებაში). - J. ულტრაბგერითი მედ. - 1983; 2.
19. Laing F.C. ხშირად გვხვდება არტეფაქტები კლინიკურ ულტრაბგერით. - სემინ. ექოსკოპია-1983; 4:27-43.
20. Merrit CRB, რედ. დოპლერის ფერადი გამოსახულება. ნიუ-იორკი, ჩერჩილ ლივინგსტონი, 1992 წ.
21. MilnorWR. ჰემოდინამიკა. მე-2 გამოცემა. ბალტიმორი, უილიამსი და უილკინსი, 1989 წ.
22. Nachtigall PE, Moore PWB. ცხოველთა სონარი. ნიუ-იორკი, პლენუმის პრესა, 1988 წ.
23. Nichols WW, O "Rourke MF. მაკდონალდსის სისხლის ნაკადი არტერიებში. ფილადელფია, ლეა და ფებიგერი, 1990 წ.
24. Powis RL, Schwartz RA. პრაქტიკული დოპლერის ულტრაბგერა კლინიცისტისთვის. ბალტიმორი, უილიამსი და უილკინსი, 1991 წ.
25. უსაფრთხოების მოსაზრებები დიაგნოსტიკური ულტრაბგერითი. ბეთესდა, მედიცინის დოქტორი, ამერიკული ულტრაბგერითი მედიცინის ინსტიტუტი, 1984 წ.
26. სმიტი HJ, Zagzebski J. ძირითადი დოპლერის ფიზიკა. Madison, Wl, Medical Physics Publishing, 1991 წ.
27. ცვეიბელ WJ. სადიაგნოსტიკო ულტრაბგერის ძირითადი ტერმინების მიმოხილვა. - სემინ. ექოსკოპია - 1983 წ.; 4:60-62.
28. Zwiebel WJ. ფიზიკა. - სემინ. ექოსკოპია - 1983 წ.; 4:1-62.
29. P. Golyamina, ch. რედ. ულტრაბგერა. მოსკოვი, " საბჭოთა ენციკლოპედია", 1979.

სატესტო კითხვები

1. ულტრაბგერითი კვლევის მეთოდის საფუძველია:
   ა. ორგანოებისა და ქსოვილების ვიზუალიზაცია მოწყობილობის ეკრანზე
   B. ულტრაბგერის ურთიერთქმედება ადამიანის სხეულის ქსოვილებთან
   ბ. ექოს მიღება
   გ.ულტრაბგერითი გამოსხივება
   დ. ნაცრისფერი ფერის გამოსახულება ინსტრუმენტის ეკრანზე
2. ულტრაბგერა არის ხმა, რომლის სიხშირე არ არის დაბალი ვიდრე:
   a.15kHz
   B. 20000 ჰც
   B. 1 MHz D. 30 Hz E. 20 Hz
3. ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე იზრდება, თუ:
   A. იზრდება საშუალო სიმკვრივე
   B. საშუალო სიმკვრივე მცირდება
   B. ელასტიურობა იზრდება
   D. სიმკვრივე, ელასტიურობის მატება
   D. სიმკვრივე მცირდება, ელასტიურობა იზრდება
4. რბილ ქსოვილებში ულტრაბგერის გავრცელების საშუალო სიჩქარეა:
   A. 1450 მ/წმ
   B. 1620 მ/წმ
   B. 1540 მ/წმ
   D. 1300 მ/წმ
   D. 1420 მ/წმ
5. ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე განისაზღვრება:
   A. სიხშირე
   B. ამპლიტუდა
   B. ტალღის სიგრძე
   გ პერიოდი
   D. ოთხშაბათი
6. ტალღის სიგრძე რბილ ქსოვილებში მზარდი სიხშირით:
   ა მცირდება
   უცვლელი რჩება ბ
   B. იზრდება
7. ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარისა და სიხშირის მნიშვნელობების გათვალისწინებით, შეგვიძლია გამოვთვალოთ:
   ა ამპლიტუდა
   ბ პერიოდი
   B. ტალღის სიგრძე
   D. ამპლიტუდა და პერიოდი E. პერიოდი და ტალღის სიგრძე
8. მზარდი სიხშირით, რბილ ქსოვილებში შესუსტების კოეფიციენტი:
   ა მცირდება
   უცვლელი რჩება ბ
   B. იზრდება
9. ქვემოთ ჩამოთვლილთაგან რომელი პარამეტრი განსაზღვრავს იმ საშუალების თვისებებს, რომლითაც გადის ულტრაბგერა:
   ა.წინააღმდეგობა
   B. ინტენსივობა
   B. ამპლიტუდა
   G სიხშირე
   დ პერიოდი
10. ქვემოთ ჩამოთვლილი პარამეტრებიდან რომელი არ შეიძლება განისაზღვროს დანარჩენი ხელმისაწვდომიდან:
    ა. სიხშირე
    ბ პერიოდი
    B. ამპლიტუდა
    G. ტალღის სიგრძე
    D. გავრცელების სიჩქარე
11. ულტრაბგერა აისახება მედიის საზღვრებიდან, რომლებსაც აქვთ განსხვავებები:
    ა. სიმკვრივე
    B. აკუსტიკური წინაღობა
    B. ულტრაბგერითი სიჩქარე
    გ.ელასტიურობა
    D. ულტრაბგერითი სიჩქარე და ელასტიურობა
12. რეფლექტორამდე მანძილის გამოსათვლელად, თქვენ უნდა იცოდეთ:
    ა. შესუსტება, სიჩქარე, სიმკვრივე
    B. შესუსტება, წინააღმდეგობა
    B. შესუსტება, აბსორბცია
    D. სიგნალის დაბრუნების დრო, სიჩქარე
    D. სიმკვრივე, სიჩქარე
13. ულტრაბგერითი შეიძლება იყოს ფოკუსირებული:
    ა.დახრილი ელემენტი
    B. მოხრილი რეფლექტორი
    B. ობიექტივი
    გ.ფაზური ანტენა
    D. ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი
14. ღერძული გარჩევადობა განისაზღვრება:
    ა ფოკუსირება
    B. ობიექტის მანძილი
    B. სენსორის ტიპი
    D. ოთხშაბათი
15. განივი გარჩევადობა განისაზღვრება:
    ა ფოკუსირება
    B. ობიექტის მანძილი
    B. სენსორის ტიპი
    გ.რხევების რაოდენობა იმპულსში
    D ოთხშაბათი

თავი ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის სახელმძღვანელოს I ტომიდან,

დაწერილი ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის დეპარტამენტის თანამშრომლების მიერ

დიპლომისშემდგომი განათლების რუსეთის სამედიცინო აკადემია

ულტრაბგერა- მექანიკური ვიბრაციები სიხშირის დიაპაზონის ზემოთ, რომელიც ისმის ადამიანის ყურისთვის (როგორც წესი, 20 kHz). ულტრაბგერითი ვიბრაციები მოძრაობენ ტალღის ფორმით, სინათლის გავრცელების მსგავსი. თუმცა, სინათლის ტალღებისგან განსხვავებით, რომლებსაც შეუძლიათ ვაკუუმში მოძრაობა, ულტრაბგერითი საჭიროებს ელასტიურ გარემოს, როგორიცაა აირი, თხევადი ან მყარი.

, (3)

განივი ტალღებისთვის იგი განისაზღვრება ფორმულით

ხმის დისპერსია- მონოქრომატული ხმის ტალღების ფაზური სიჩქარის დამოკიდებულება მათ სიხშირეზე. ხმის სიჩქარის დისპერსიის დადგენა შესაძლებელია როგორც ფიზიკური თვისებებიგარემო და მასში უცხო ჩანართების არსებობა და სხეულის საზღვრების არსებობა, რომელშიც ბგერის ტალღა ვრცელდება.

ულტრაბგერითი ტალღების მრავალფეროვნება

ულტრაბგერითი მეთოდების უმეტესობაში გამოიყენება გრძივი ან განივი ტალღები. ასევე არსებობს ულტრაბგერითი გავრცელების სხვა ფორმები, მათ შორის ზედაპირული ტალღები და ბატკნის ტალღები.

გრძივი ულტრაბგერითი ტალღები– ტალღები, რომელთა გავრცელების მიმართულება ემთხვევა საშუალო ნაწილაკების გადაადგილებისა და სიჩქარის მიმართულებას.

განივი ულტრაბგერითი ტალღები- ტალღები, რომლებიც ვრცელდება სიბრტყის პერპენდიკულარული მიმართულებით, რომელშიც სხეულის ნაწილაკების გადაადგილებისა და სიჩქარის მიმართულებები დევს, ისევე როგორც ათვლის ტალღები.

ზედაპირული (Rayleigh) ულტრაბგერითი ტალღებიაქვს ნაწილაკების ელიფსური მოძრაობა და ვრცელდება მასალის ზედაპირზე. მათი სიჩქარე არის ათვლის ტალღის გავრცელების სიჩქარის დაახლოებით 90%, ხოლო მასალაში მათი შეღწევა დაახლოებით ერთი ტალღის სიგრძეა.

ბატკნის ტალღა- ელასტიური ტალღა, რომელიც ვრცელდება მყარ ფირფიტაში (ფენაში) თავისუფალი საზღვრებით, რომელშიც ნაწილაკების რხევითი გადაადგილება ხდება როგორც ტალღის გავრცელების მიმართულებით, ასევე ფირფიტის სიბრტყის პერპენდიკულარულად. ბატკნის ტალღები ნორმალური ტალღების ერთ-ერთი სახეობაა ელასტიური ტალღების გამტარში - ფირფიტაში თავისუფალი საზღვრებით. იმიტომ რომ ეს ტალღები უნდა აკმაყოფილებდეს არა მხოლოდ ელასტიურობის თეორიის განტოლებებს, არამედ სასაზღვრო პირობებიფირფიტის ზედაპირზე, მათში მოძრაობის ნიმუში და მათი თვისებები უფრო რთულია, ვიდრე ტალღები შეუზღუდავ მყარ სხეულებში.

ულტრაბგერითი ტალღების ვიზუალიზაცია

სიბრტყის სინუსოიდური მოძრავი ტალღისთვის ულტრაბგერის I ინტენსივობა განისაზღვრება ფორმულით

, (5)

AT სფერული მოძრავი ტალღაულტრაბგერის ინტენსივობა უკუპროპორციულია წყაროდან მანძილის კვადრატთან. AT მდგარი ტალღა I = 0, ანუ საშუალოდ არ არის ხმის ენერგიის ნაკადი. ულტრაბგერითი ინტენსივობა ში ჰარმონიული სიბრტყის მოძრავი ტალღაუდრის ხმის ტალღის ენერგიის სიმკვრივეს გამრავლებული ბგერის სიჩქარეზე. ბგერის ენერგიის დინებას ახასიათებს ე.წ უმოვის ვექტორი- ხმის ტალღის ენერგიის ნაკადის სიმკვრივის ვექტორი, რომელიც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ულტრაბგერითი ინტენსივობისა და ტალღის ნორმალური ვექტორის ნამრავლად, ანუ ერთეული ვექტორი ტალღის ფრონტზე პერპენდიკულარული. თუ ხმის ველი არის სხვადასხვა სიხშირის ჰარმონიული ტალღების სუპერპოზიცია, მაშინ ბგერის ენერგიის ნაკადის საშუალო სიმკვრივის ვექტორისთვის არის კომპონენტების დანამატობა.

ემიტერებზე, რომლებიც ქმნიან თვითმფრინავის ტალღას, საუბარია რადიაციის ინტენსივობა, ამით ნიშნავს ემიტერის სპეციფიკური სიმძლავრე, ანუ გამოსხივებული ხმის სიმძლავრე გამოსხივების ზედაპირის ფართობის ერთეულზე.

ხმის ინტენსივობა იზომება SI ერთეულებში W/m 2-ში. ულტრაბგერითი ტექნოლოგიაში, ულტრაბგერითი ინტენსივობის ცვლილების ინტერვალი ძალიან დიდია - ზღვრული მნიშვნელობებიდან ~ 10 -12 ვტ/მ 2 ასობით კვტ/მ 2-მდე ულტრაბგერითი კონცენტრატორების ფოკუსში.

ცხრილი 1 - ზოგიერთი გავრცელებული მასალის თვისებები

მასალა	სიმკვრივე, კგ / მ 3	გრძივი ტალღის სიჩქარე, მ/წმ	ათვლის ტალღის სიჩქარე, მ/წმ	, 10 3 კგ / (მ 2 * წმ)
აკრილის	1180	2670	-	3,15
Საჰაერო	0,1	330	-	0,00033
ალუმინის	2700	6320	3130	17,064
თითბერი	8100	4430	2120	35,883
სპილენძი	8900	4700	2260	41,830
შუშა	3600	4260	2560	15,336
ნიკელი	8800	5630	2960	49,544
პოლიამიდი (ნეილონი)	1100	2620	1080	2,882
ფოლადი (დაბალი შენადნობის)	7850	5940	3250	46,629
ტიტანის	4540	6230	3180	26,284
ვოლფრამი	19100	5460	2620	104,286
წყალი (293K)	1000	1480	-	1,480

ულტრაბგერის შესუსტება

ულტრაბგერის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელია მისი შესუსტება. ულტრაბგერის შესუსტებაარის ამპლიტუდის შემცირება და, შესაბამისად, ბგერის ტალღა მისი გავრცელებისას. ულტრაბგერის შესუსტება ხდება მრავალი მიზეზის გამო. მთავარია:

ამ მიზეზებიდან პირველი დაკავშირებულია იმ ფაქტთან, რომ როდესაც ტალღა ვრცელდება წერტილიდან ან სფერული წყაროდან, წყაროს მიერ გამოსხივებული ენერგია ნაწილდება ტალღის ფრონტის მუდმივად მზარდ ზედაპირზე და, შესაბამისად, ენერგიის ნაკადი ერთეულში. ზედაპირი მცირდება, ე.ი. . სფერული ტალღისთვის, რომლის ტალღის ზედაპირი იზრდება წყაროდან r მანძილით, როგორც r 2, ტალღის ამპლიტუდა მცირდება პროპორციულად, ხოლო ცილინდრული ტალღისთვის - პროპორციულად.

შესუსტების კოეფიციენტი გამოიხატება დეციბელებში მეტრზე (დბ/მ) ან ნეპერებში მეტრზე (Np/m).

სიბრტყე ტალღისთვის, ამპლიტუდის შესუსტების კოეფიციენტი მანძილით განისაზღვრება ფორმულით

, (6)

განისაზღვრება ამორტიზაციის ფაქტორი დროის მიმართ

, (7)

კოეფიციენტის გასაზომად, ამ შემთხვევაში ასევე გამოიყენება ერთეული dB / m

, (8)

დეციბელი (დბ) არის ლოგარითმული ერთეული აკუსტიკაში ენერგიების ან სიმძლავრის თანაფარდობის გასაზომად.

, (9)

• სადაც A 1 არის პირველი სიგნალის ამპლიტუდა,
• მეორე სიგნალის 2 - ამპლიტუდა

მაშინ ურთიერთობა საზომ ერთეულებს შორის (dB/m) და (1/m) იქნება:

ულტრაბგერის ასახვა ინტერფეისიდან

როდესაც ხმის ტალღა ეცემა მედიას შორის ინტერფეისს, ენერგიის ნაწილი აისახება პირველ გარემოში, ხოლო დანარჩენი ენერგია გადავა მეორე გარემოში. ასახულ ენერგიასა და მეორე გარემოში გადამავალ ენერგიას შორის თანაფარდობა განისაზღვრება პირველი და მეორე საშუალების ტალღური წინაღობებით. ხმის სიჩქარის დისპერსიის არარსებობის შემთხვევაში ტალღის წინააღმდეგობაარ არის დამოკიდებული ტალღის ფორმაზე და გამოიხატება ფორმულით:

ასახვის და გადაცემის კოეფიციენტები განისაზღვრება შემდეგნაირად

, (12)

, (13)

• სადაც D არის ხმის წნევის გადაცემის კოეფიციენტი

ასევე უნდა აღინიშნოს, რომ თუ მეორე მედია აკუსტიკურად „უფრო რბილია“, ე.ი. Z 1 >Z 2, მაშინ ტალღის ფაზა იცვლება 180˚-ით ასახვისას.

ენერგიის გადაცემის კოეფიციენტი ერთი საშუალოდან მეორეზე განისაზღვრება მეორე გარემოში გადასული ტალღის ინტენსივობის თანაფარდობით დაცემის ტალღის ინტენსივობასთან.

, (14)

ულტრაბგერითი ტალღების ჩარევა და დიფრაქცია

ხმის ჩარევა- მიღებული ხმის ტალღის ამპლიტუდის სივრცითი განაწილების არაერთგვაროვნება, რაც დამოკიდებულია ტალღების ფაზებს შორის თანაფარდობაზე, რომლებიც წარმოიქმნება სივრცის კონკრეტულ წერტილში. როდესაც ემატება იმავე სიხშირის ჰარმონიული ტალღები, შედეგად მიღებული ამპლიტუდების სივრცითი განაწილება ქმნის დროიდან დამოუკიდებელ ჩარევის შაბლონს, რომელიც შეესაბამება კომპონენტის ტალღების ფაზური სხვაობის ცვლილებას წერტილიდან წერტილამდე გადაადგილებისას. ორი ჩარევის ტალღისთვის, ამ შაბლონს სიბრტყეზე აქვს გამაძლიერებელი ზოლების მონაცვლეობა და ხმის ველის დამახასიათებელი სიდიდის ამპლიტუდის შესუსტება (მაგალითად, ხმის წნევა). ორი სიბრტყე ტალღისთვის, ზოლები სწორხაზოვანია და ამპლიტუდა იცვლება ზოლებზე ფაზის სხვაობის ცვლილების მიხედვით. ჩარევის მნიშვნელოვანი განსაკუთრებული შემთხვევაა თვითმფრინავის ტალღის დამატება სიბრტყის საზღვრიდან მისი ასახვით; ამ შემთხვევაში, მდგარი ტალღა იქმნება კვანძებისა და ანტიკვანძების სიბრტყეებით, რომლებიც მდებარეობს საზღვრის პარალელურად.

ხმის დიფრაქცია- ხმის ქცევის გადახრა გეომეტრიული აკუსტიკის კანონებიდან, ბგერის ტალღური ბუნების გამო. ხმის დიფრაქციის შედეგია ულტრაბგერითი სხივების განსხვავებები ემიტერისგან მოშორებისას ან ეკრანის ხვრელში გავლის შემდეგ, ხმის ტალღების გადახრა ჩრდილის რეგიონში დაბრკოლებების მიღმა, რომლებიც ტალღის სიგრძესთან შედარებით დიდია, ტალღის არარსებობა. ჩრდილი დაბრკოლებების უკან, რომლებიც ტალღის სიგრძესთან შედარებით მცირეა და ა.შ. n. ხმოვანი ველები, რომლებიც შექმნილია საწყისი ტალღის დიფრაქციის შედეგად გარემოში მოთავსებულ დაბრკოლებებზე, თავად საშუალების არაერთგვაროვნებაზე, აგრეთვე, დარღვევებზე და არაერთგვაროვნებაზე. მედიუმის საზღვრებს უწოდებენ გაფანტულ ველებს. ობიექტებისთვის, რომლებზეც ხდება ხმის დიფრაქცია, დიდია ტალღის სიგრძესთან შედარებით, გადახრის ხარისხი გეომეტრიული ნიმუშიდამოკიდებულია ტალღის პარამეტრის მნიშვნელობაზე

, (15)

• სადაც D არის ობიექტის დიამეტრი (მაგალითად, ულტრაბგერითი ემიტერის ან დაბრკოლების დიამეტრი),
• r - დაკვირვების წერტილის მანძილი ამ ობიექტიდან

ულტრაბგერითი გამოსხივება

ულტრაბგერითი გამოსხივება- მოწყობილობები, რომლებიც გამოიყენება ულტრაბგერითი ვიბრაციებისა და ტალღების გასაღვიძებლად აირისებრ, თხევად და მყარ გარემოში. ულტრაბგერითი გამოსხივება ენერგიის სხვა ფორმას ენერგიად გარდაქმნის.

ყველაზე ფართოდ გამოიყენება, როგორც ულტრაბგერითი გამომცემლები ელექტროაკუსტიკური გადამყვანები. ამ ტიპის ულტრაბგერითი გამომცემლების აბსოლუტურ უმრავლესობაში, კერძოდ, ქ პიეზოელექტრული გადამყვანები , მაგნიტოსტრიქტორული გადამყვანები, ელექტროდინამიკური ემიტერებიელექტრომაგნიტური და ელექტროსტატიკური ემიტერები, ელექტრული ენერგია გარდაიქმნება ზოგიერთი მყარი სხეულის ვიბრაციის ენერგიად (გამოსხივების ფირფიტა, ღერო, დიაფრაგმა და ა.შ.), რომელიც ასხივებს გარემოაკუსტიკური ტალღები. ყველა ჩამოთვლილი გადამყვანი, როგორც წესი, წრფივია და, შესაბამისად, გამოსხივების სისტემის რხევები აღმგზნები ელექტრულ სიგნალს სახით რეპროდუცირებს; მხოლოდ ძალიან დიდი რხევის ამპლიტუდების დროს ულტრაბგერითი ემიტერის დინამიური დიაპაზონის ზედა ზღვართან ახლოს შეიძლება მოხდეს არაწრფივი დამახინჯება.

გადამყვანებში, რომლებიც შექმნილია მონოქრომატული ტალღის გამოსაცემად, ფენომენი გამოიყენება რეზონანსი: ისინი მუშაობენ მექანიკური რხევის სისტემის ერთ-ერთ ბუნებრივ რხევაზე, რომლის სიხშირე მორგებულია ელექტრული რხევების გენერატორზე, რომელიც აღაგზნებს გადამყვანს. ელექტროაკუსტიკური გადამყვანები, რომლებსაც არ აქვთ მყარი მდგომარეობის გამოსხივების სისტემა, შედარებით იშვიათად გამოიყენება ულტრაბგერითი გამოსხივების სახით; მათ შორისაა, მაგალითად, ულტრაბგერითი ემიტერები, რომლებიც დაფუძნებულია სითხეში ელექტრო გამონადენზე ან სითხის ელექტროსტრიქციაზე.

ულტრაბგერითი გამომცემლის მახასიათებლები

ულტრაბგერითი გამოსხივების ძირითადი მახასიათებლებია მათი სიხშირის სპექტრი, ემიტირებული ხმის ძალა, რადიაციის მიმართულება. მონოსიხშირული გამოსხივების შემთხვევაში ძირითადი მახასიათებლებია მუშაობის სიხშირეულტრაბგერითი ემიტერი და მისი სიხშირის დიაპაზონი, რომლის საზღვრები განისაზღვრება რადიაციული სიმძლავრის ვარდნით მაქსიმალური გამოსხივების სიხშირეზე მის მნიშვნელობასთან შედარებით ორჯერ. რეზონანსული ელექტროაკუსტიკური გადამყვანებისთვის მუშაობის სიხშირე არის ბუნებრივი სიხშირე f 0 კონვერტორი და ხაზის სიგანეΔf განისაზღვრება მისი ხარისხის ფაქტორიქ.

ულტრაბგერითი ემიტერები (ელექტროაკუსტიკური გადამყვანები) ხასიათდება მგრძნობელობით, ელექტროაკუსტიკური კოეფიციენტით. სასარგებლო მოქმედებადა საკუთარი ელექტრული წინაღობა.

ულტრაბგერითი გადამცემის მგრძნობელობა- ხმის წნევის თანაფარდობა მიმართულების მახასიათებლის მაქსიმუმზე ემიტერიდან გარკვეულ მანძილზე (ყველაზე ხშირად 1 მ მანძილზე) მასზე არსებულ ელექტრო ძაბვასთან ან მასში გადინებულ დენთან. ეს სპეციფიკაცია ეხება ულტრაბგერითი გადამყვანებს, რომლებიც გამოიყენება საყვირის სისტემებში, სონარში და სხვა მსგავს მოწყობილობებში. ტექნოლოგიური მიზნებისათვის გამოყენებული ემიტერებისთვის, მაგალითად, ულტრაბგერითი გაწმენდისთვის, კოაგულაციისთვის, ქიმიურ პროცესებზე ზემოქმედებისთვის, მთავარი მახასიათებელია სიმძლავრე. W-ში შეფასებული მთლიანი გამოსხივების სიმძლავრესთან ერთად ახასიათებს ულტრაბგერითი გამოსხივებები სიმძლავრის სიმკვრივეანუ, საშუალო სიმძლავრე გამოსხივების ზედაპირის ფართობის ერთეულზე, ან გამოსხივების საშუალო ინტენსივობა ახლო ველში, შეფასებული W/m 2-ში.

ელექტროაკუსტიკური გადამყვანების ეფექტურობა, რომლებიც ასხივებენ აკუსტიკური ენერგიას ხმოვან გარემოში, ხასიათდება მათი მნიშვნელობით. ელექტროაკუსტიკური ეფექტურობა, რომელიც არის გამოსხივებული აკუსტიკური სიმძლავრის თანაფარდობა მოხმარებულ ელექტრო ენერგიასთან. აკუსტოელექტრონიკაში, ულტრაბგერითი გამოსხივების ეფექტურობის შესაფასებლად, გამოიყენება ე.წ. თანაფარდობის ტოლი(დბ) ელექტროენერგია აკუსტიკური სიმძლავრისკენ. ულტრაბგერითი შედუღების, დამუშავებისა და მსგავსების დროს გამოყენებული ულტრაბგერითი ხელსაწყოების ეფექტურობა ხასიათდება ეგრეთ წოდებული ეფექტურობის კოეფიციენტით, რომელიც არის რხევითი გადაადგილების ამპლიტუდის კვადრატის თანაფარდობა კონცენტრატორის სამუშაო ბოლოში ელექტროსთან. გადამყვანის მიერ მოხმარებული სიმძლავრე. ზოგჯერ ეფექტური ელექტრომექანიკური შეერთების კოეფიციენტი გამოიყენება ულტრაბგერითი ემიტერებში ენერგიის გარდაქმნის დასახასიათებლად.

ხმის ველის გამომცემი

გადამცემის ხმის ველი იყოფა ორ ზონად: ახლო ზონად და შორს. ზონის მახლობლადეს არის ის უბანი პირდაპირ გადამყვანის წინ, სადაც ექოს ამპლიტუდა გადის მაღალ და დაბალ სერიებს. ახლო ზონა მთავრდება ბოლო მაქსიმუმზე, რომელიც მდებარეობს გადამყვანიდან N მანძილზე. ცნობილია, რომ ბოლო მაქსიმუმის მდებარეობა არის გადამყვანის ბუნებრივი აქცენტი. შორეული ზონაეს არის რეგიონი N-ის მიღმა, სადაც ხმის ველის წნევა თანდათან მცირდება ნულამდე.

ბოლო მაქსიმალური N-ის პოზიცია აკუსტიკური ღერძზე, თავის მხრივ, დამოკიდებულია დიამეტრზე და ტალღის სიგრძეზე და დისკის მრგვალი რადიატორისთვის გამოიხატება ფორმულით

, (17)

თუმცა, რადგან D ჩვეულებრივ გაცილებით დიდია, განტოლება შეიძლება გამარტივდეს ფორმაში

ხმის ველის მახასიათებლები განისაზღვრება ულტრაბგერითი გადამცემის დიზაინით. შესაბამისად, ხმის გავრცელება შესასწავლ ტერიტორიაზე და სენსორის მგრძნობელობა დამოკიდებულია მის ფორმაზე.

ულტრაბგერის გამოყენება

ულტრაბგერის მრავალფეროვანი აპლიკაციები, რომლებშიც გამოიყენება მისი სხვადასხვა მახასიათებლები, პირობითად შეიძლება დაიყოს სამ სფეროდ. დაკავშირებულია ინფორმაციის მიღებასთან ულტრაბგერითი ტალღების საშუალებით, - ნივთიერებაზე აქტიური მოქმედებით და - სიგნალების დამუშავებასა და გადაცემასთან (მიმართულებები ჩამოთვლილია მათი ისტორიული ფორმირების თანმიმდევრობით). თითოეულ კონკრეტულ აპლიკაციაში გამოიყენება გარკვეული სიხშირის დიაპაზონის ულტრაბგერა.