Característiques de l'ecografia

Les lleis de propagació de les ones ultrasòniques en el medi com la reflexió, la refracció, la difracció i la dispersió no són fonamentalment diferents de les lleis de les ones sonores (audibles). Però la longitud d'ona de l'ultrasò és molt curta, només uns pocs centímetres, o fins i tot unes poques mil·lèsies de mil·límetre. En comparació amb les ones sonores (audibles), l'ultrasò té moltes propietats exòtiques:

1. La longitud d'ona de l'ona ultrasònica és molt curta, i la mida de l'obstacle habitual és moltes vegades més gran que la longitud d'ona ultrasònica, de manera que la capacitat de difracció de l'ona ultrasònica és molt pobra, però es pot propagar en una línia recta direccional en un medi homogeni. Les característiques són més pronunciades. Per tant, quan l'ona ultrasònica es propaga, la direccionalitat és forta i l'energia és fàcil de concentrar.

2. L'ecografia es pot propagar en una varietat de diferents mitjans i pot viatjar distàncies prou llunyanes.

3. La interacció entre l'ecografia i el medi de transmissió sonora és moderada, i és fàcil portar informació sobre l'estat del medi de transmissió sonora (diagnòstic o efecte sobre el medi de transmissió sonora). L'ultrasò és una forma d'ona, que es pot utilitzar com a portador o mitjà per a la detecció i la informació de càrrega (com ara l'ultrasò B utilitzat per al diagnòstic); l'ultrasò també és una forma d'energia, quan la seva intensitat supera un cert valor, pot passar i el medi pel qual es transmet l'ona ultrasònica interactua, afecta, altera i destrueix l'estat, les propietats i l'estructura d'aquesta última (utilitzada per a la teràpia).

L'ona ultrasònica interactua amb el medi durant el procés de propagació, i el canvi de fase i amplitud, que pot canviar l'estat, la composició, l'estructura, la funció i les propietats del medi. Aquest tipus de canvi s'anomena efecte ultrasònic. La interacció entre ultrasons i mitjans es pot dividir en mecanisme tèrmic, mecanisme mecànic i mecanisme de cavitació.

(1) Mecanisme tèrmic: Quan l'ona ultrasònica es propaga en el medi, la seva energia de vibració és contínuament absorbida pel medi i convertida en calor, el que augmenta la temperatura del medi. Aquest efecte d'augmentar la temperatura del medi s'anomena mecanisme tèrmic d'ultrasò. (2) Mecanisme mecànic: Quan la freqüència és baixa, el coeficient d'absorció és petit i el temps d'acció ultrasònica és molt curt, l'efecte ultrasònic no s'acompanya d'un efecte tèrmic obvi. En aquest moment, l'efecte ultrasònic es pot atribuir al mecanisme mecànic, és a dir, l'efecte ultrasònic s'origina de la contribució de la quantitat mecànica que caracteritza el camp de so. L'ultrasò també és una forma de transmissió d'energia mecànica, i paràmetres com el desplaçament d'origen, la velocitat de vibració, l'acceleració i la pressió sonora en el procés de fluctuació poden expressar l'efecte ultrasònic.

(3) Mecanisme de cavitació: Un dels principals mecanismes dels efectes sonoquímics ultrasònics és la cavitació acústica (inclosa la formació, creixement i col·lapse de bombolles, etc.). El fenomen inclou dos aspectes, és a dir, l'ultrasò fort produeix bombolles en el líquid i el moviment especial de les bombolles sota l'acció d'ultrasò fort.

L'ultrasò és una ona mecànica d'alta freqüència amb les característiques de l'energia concentrada i un fort poder de penetració. L'ultrasò es compon d'una sèrie d'ones longitudinals denses i denses, i es propaga al voltant del medi líquid. Quan l'energia acústica és prou alta, l'atracció entre molècules en la fase líquida es trenca durant el semici cycle solt, formant un nucli de cavitació. La vida útil del nucli de cavitació és d'aproximadament 0,1μs, pot generar un ambient local d'alta temperatura i alta pressió d'uns 4000-6000 K i 100MPa en el moment de l'explosió, i generar un microjet amb una velocitat d'uns 110m / s amb una forta força d'impacte, aquest fenomen s'anomena cavitació ultrasònica.